Ejercicios de los capítulos 2 y 3 de arquitectura de computadoras.

Este trabajo presenta el diseño e implementación de una arquitectura flexible que realiza las operaciones básicas de filtrado morfológico (dilación y erosión) en imágenes en escala de grises, aprovechando el paralelismo brindado por los arreglos de puertas programables por campo (FPGA). / Tesis

Hoy en día los científicos necesitan de aplicaciones de cómputo para realizar cálculos, validar modelos matemáticos o hacer simulaciones; requiriendo para esto del procesamiento de un gran volumen de datos. En ocasiones, los requerimientos computacionales para realizar estas tareas exceden las prestaciones que les puede brindar una computadora personal. En vista de esto, es necesario contar con una infraestructura de mayor escala, la cual permita realizar cálculos intensivos. / Tesis

En el presente documento se explicarán las consideraciones realizadas para implementar la convolución bidimensional en la arquitectura CUDA. En general se discutirá la metodología seguida y se mostrarán y analizarán los resultados obtenidos. Inicialmente en el Capítulo 1, a manera de introducción, se discutirá la programación en paralelo y los diferentes aspectos a tener en cuenta al desarrollar programas para arquitecturas concurrentes. De esta forma se pretende explicar conceptos importantes que servirán para poner la presente investigación en contexto y comprender mejor los siguientes capítulos. En el Capítulo 2 se describirá a profundidad los aspectos más importantes de la arquitectura CUDA así como la operación de convolución bidimensional. De esta manera se espera dejar claros los conceptos pertinentes. Posteriormente en el Capítulo 3 se explicará la metodología para el desarrollo de los programas realizados, detallándose las diferentes consideraciones para optimizar el desempeño y reducir el tiempo de ejecución de los mismos. Finalmente en el capítulo 4 se mostrarán los tiempos de ejecución obtenidos con los diferentes programas desarrollados. Estos se obtendrán al tomar en cuenta cada una de las optimizaciones mencionadas en el tercer capítulo con lo que se apreciará la mejora de desempeño en cada caso. A continuación se tomará la mejor de las implementaciones realizadas y se comparará con otras existentes para poner los resultados obtenidos en contexto. Por último se presentarán las conclusiones y recomendaciones pertinentes. / Tesis

Este trabajo presenta el desarrollo de una arquitectura flexible que realiza las operaciones necesarias para la obtención de la fase relacionada a una imagen, en escala de grises, analizada en una componente canalizada AM-FM aprovechando el paralelismo brindado por los Arreglos de Puertas Programables en Campo (FPGAs). / Tesis

El filtro mediano es una de las operaciones básicas en el procesamiento de imágenes digitales, su función es la de eliminar el ruido impulsivo sin alterar la información de la imagen. A pesar de estas características, su uso se ve restringido debido al alto costo computacional del filtro. Las propuestas tradicionales de solución, consisten en disminuir la complejidad del algoritmo del filtro mediano, y en vectorizar los algoritmos existentes. Esta vectorización se realiza al utilizar las unidades SIMD (Single Instruction Multiple Data - Instrucción Única Múltiples Datos) de los procesadores modernos. Ésta les permite realizar una misma operación a un conjunto, o vector, de datos de manera simultánea, con lo que se obtiene un mejor desempeño computacional. En el presente trabajo se implementa el filtro mediano con el algoritmo vectorial propuesto por Kolte [1], el cual aprovecha las ventajas de las unidades SIMD. La eficiencia computacional de la implementación realizada se compara con el algoritmo Filtro Mediano en Tiempo Constante, propuesto recientemente por Perreault [2], el cual presenta una complejidad de O(1). La implementación realizada es 75 y 18.5 veces mas rápida que la implementación de referencia, para áreas de análisis de 3 x 3 y 5 x 5 respectivamente. Se concluye además que la vectorización de un algoritmo no necesariamente obtiene los mismos resultados que un algoritmo diseñado específicamente para ser implementado en unidades vectoriales [3]. / Tesis

En el presente trabajo de tesis, se ha realizado un análisis del esquema de cooperación de usuarios, con el objetivo de obtener la menor probabilidad de error de bit del sistema. Este análisis es efectuado sobre la implementación CDMA detallada en el articulo User Cooperation Diversity-Part II, escrito por Sendonaris et al. Sin embargo, la probabilidad de error obtenida en este articulo sólo es válido para canales fijos, y sabemos que en la realidad este canal esta expuesto a diferentes tipos de desvanecimiento, lo cual lo hace variable. En este caso, el desvanecimiento multitrayectoria es lo que causa los mayores daños en la recuperación de la información y obedece a una distribución de probabilidad Rayleigh. En tal sentido, una expresión exacta para la probabilidad de error de bit media fue obtenida para el detector λ-MRC (maximal-ratio combining), sobre un canal con desvanecimiento Rayleigh. Sin embargo, dada la complejidad de la expresión exacta, una aproximación muy cercana fue obtenida para calcular la probabilidad de error de bit media, en el caso de cualquier esquema de asignación de potencia. Con esta aproximación, podemos hacer un análisis más exhaustivo y más real del sistema, en el sentido de conocer cuándo la cooperación es beneficiosa y cuándo no la es. Una vez identificado cuando cooperar, la idea es hacerlo con los parámetros adecuados para que la probabilidad de error del sistema sea la mínima. Nuestro análisis, consiste precisamente, en encontrar estos parámetros para tener un sistema de cooperación de usuarios óptimo. Aún con nuestra aproximación, manejar tantas variables resulta complejo. Por tal motivo, simplificaremos el análisis usando una asignación de potencia uniforme, ya que nuestro objetivo es demostrar que podemos llegar a tener un mejor sistema con el manejo adecuado de todas las variables involucradas. Aquí también, debemos considerar que el esfuerzo computacional demandado no debe ser alto, ya que esto le quitará eficiencia a nuestro análisis. Los resultados presentados, muestran que nuestra expresión permite investigar las diferentes situaciones del canal y con esta información crear estrategias, haciendo que el esquema de cooperación de usuarios sea más eficiente. / Tesis

El objetivo del presente trabajo, es aplicar patrones de diseño orientados a objetos, para el análisis y desarrollo de una Arquitectura de Software en la Facultad de Ingeniería Industrial Universidad Nacional Mayor de San Marcos el cual se denomina “INTRANET INDUSTRIAL”, y medir el impacto en el costo de desarrollar el sistema con patrones y el costo de hacerlo sin patrones. En la primera parte del trabajo, se define los conceptos teóricos y el escenario en el que se aplican los patrones de diseño, además se incluye una categorización de los patrones mas conocidos en la industria del software. En la segunda parte del trabajo se hace referencia a los patrones de diseño utilizados para el desarrollo del sistema de software “INTRANET INDUSTRIAL”, donde se procede a esquematizarlos y clasificarlos formalmente. En la última parte del trabajo, se hace una descripción del sistema desarrollado, los módulos que lo componen, las herramientas necesarias para su desarrollo. Además se incluye una estimación del costo del sistema de software, utilizando el Patrón Informador, y sin su utilización, para esta estimación se utiliza el método de COCOMO (Modelo Constructivo de Costos). Es necesario indicar que se realizará una documentación exhaustiva de cada uno de los módulos del Sistema , tal como lo sugiere y recomienda la Metodología Racional Unified Process, sirviendo de referencia para el mantenimiento y ampliación del sistema de la INTRANET INDUSTRIAL.

Las tecnologías de web semántica han ganado atención en los últimos años, en su mayoría explicada por la proliferación de dispositivos móviles y el acceso a Internet de banda ancha. Tal como Tim Berners-Lee, creador de la World Wide Web, lo avisoró a principios de siglo, las tecnologías de la web semántica han fomentado el desarrollo de estándares que permiten, a su vez, la aparición de los motores de búsqueda semánticos que dan a los usuarios la información que están buscando. Este estudio de investigación presenta los resultados de una revisión sistemática de la literatura que se centra en la comprensión de las propuestas y tendencias en los motores de búsqueda semánticos desde el punto de vista de la arquitectura del software. A partir de los resultados, es posible decir que la mayoría de los estudios proponen una solución integral para sus usuarios, donde los requisitos, el contexto y los módulos que componen el buscador desempeñan un gran rol. Las ontologías y el conocimiento también juegan un papel importante en estas arquitecturas a medida que evolucionan, permitiendo una gran cantidad de soluciones que responden de una mejor manera a las expectativas de los usuarios. La presente tesis es una extensión del artículo "Research on proposals and trends in the architectures of semantic search engines: A systematic literature review", publicado en "Proceedings of the 2017 Federated Conference on Computer Science and Information Systems". Esta tesis expone mayores detalles con respecto al artículo publicado, teniendo ambos en común el desarrollo y los resultados de la revisión sistemática de la literatura. / Tesis

El objetivo del presente trabajo, es aplicar patrones de diseño orientados a objetos, para el análisis y desarrollo de una Arquitectura de Software en la Facultad de Ingeniería Industrial Universidad Nacional Mayor de San Marcos el cual se denomina “INTRANET INDUSTRIAL”, y medir el impacto en el costo de desarrollar el sistema con patrones y el costo de hacerlo sin patrones. En la primera parte del trabajo, se define los conceptos teóricos y el escenario en el que se aplican los patrones de diseño, además se incluye una categorización de los patrones mas conocidos en la industria del software. En la segunda parte del trabajo se hace referencia a los patrones de diseño utilizados para el desarrollo del sistema de software “INTRANET INDUSTRIAL”, donde se procede a esquematizarlos y clasificarlos formalmente. En la última parte del trabajo, se hace una descripción del sistema desarrollado, los módulos que lo componen, las herramientas necesarias para su desarrollo. Además se incluye una estimación del costo del sistema de software, utilizando el Patrón Informador, y sin su utilización, para esta estimación se utiliza el método de COCOMO (Modelo Constructivo de Costos). Es necesario indicar que se realizará una documentación exhaustiva de cada uno de los módulos del Sistema , tal como lo sugiere y recomienda la Metodología Racional Unified Process, sirviendo de referencia para el mantenimiento y ampliación del sistema de la INTRANET INDUSTRIAL. / Tesis