Week 10

Distributed and Parallel Systems Contribution: Week 10

Ya había mencionado la sugerencia de la predicción del tiempo para el proyecto de grupo para esta clase de sistemas distribuidos y paralelos, pero no había encontrado gran cosa además de datos técnicos y puramente informativos.

Antes de entrar en el tema del proyecto me gustaría mencionar el como llegue a una herramienta que nos podrá ser de gran ayuda, si es que el grupo se decide ir por esta idea.

Ya que nosotros como proyecto mostraremos algún programa que corra en nuestro propio cluster, haciendo uso de las herramientas y conocimiento adquirido de cómputo paralelo, me puse a investigar que es lo que algunos centros de supercómputo en el país hacen. Encontrar centros de supercómputo fue fácil ya que en México hay varias universidades que tienen su propio centro, y que inclusive varias de ellas trabajan en conjunto para crear un complejo de computadoras, a pesar de que no estén en una misma área, pero bueno algo que me intereso fue información que encontré en la página de la universidad de Guadalajara.

CGTI - Universidad de Guadalajara

De esta página cito la definición que nos dan en la página de inicio del supercómputo:
"El supercómputo es la tecnología informática más avanzada de cálculo numérico que existe actualmente para desarrollar investigaciones complejas de alto nivel de especialización; es la única herramienta que le permite al investigador llevar a cabo, con certeza y velocidad, billones de cálculos matemáticos para estudiar problemas de gran magnitud."

La sección que nos interesa es la parte de infraestructura, donde primeramente podemos ver el equipo o hardware con el que ellos cuentan y que no es cualquier cosa.

La sección que me lleva un paso más al punto que quiero llegar en esta publicación es la parte del Software.

Entre las aplicaciones que se encuentran instaladas en sus clusters son:

Gaussian: Proporciona el estado de las capacidades de última generación para el modelado de la estructura electrónica.
Espresso: Es una suite integrada de códigos de computadora para cálculos de estructura electrónica de materiales y el modelado a nanoescala.
Siesta: Simulación electrónica con cúmulos de átomos.
PWscf (versión espresso-4.0.4): Simulación computacional de dinámica molecular.
WRF: Weather Research and Forecasting Model.
Amon: Herramientas de monitoreo para Wrf.
Aprof: Herramientas de monitoreo para Wrf.
Bechmark: Herramientas de monitoreo para Wrf.

Los modelos de paralelismo que usan son:

• MPI
• OpenMPI
• Hdf5-Netcdf
• Mpich2

También usan varios compiladores, entre los que se encuentran Gfortran, g++, PGI, Ncarg y Zlib.

Ahora pongamos atención a las aplicaciones que ellos utilizan, podemos notar que la mitad de ellas son para la predicción del clima.

Y es ahora donde llego a la parte de la predicción del clima, ellos usan el modelo "Weather Research and Forecasting" (WRF), y al investigar de que se trataba este modelo resulto que el modelo es un programa de computadora creado para facilitar la investigación y pronóstico del clima.

El WRF es posible instalarse en nuestras computadoras ya que es posible descargar el código fuente de la página oficial, y cabe mencionar que este programa es usado por muchas dependencias en los estados unidos, inclusive por estaciones militares. En realidad es una de las herramientas de pronóstico de clima más usado en el mundo, y es de alguna forma "libre".

La siguiente imagen es una muestra de lo que se puede obtener con esta herramienta y unas cuantas más que se tienen que instalar.

La animación proviende de wikipedia, donde podrán ver más información del WRF.

WRF - Wikipedia

Y la misma página de la universidad de Guadalajara tiene el sistema funcionando y podemos ver las animaciones que se están produciendo. Por lo menos desde hoy en pronóstico de precipitaciones llega hasta dos días adelante, por lo que podemos cerciorarnos de que no es solo una simple animación.

Clic para ver en vivo el pronóstico

Entonces ahora sabemos que existe una herramienta para el pronóstico del tiempo, ya que evidentemente no vamos a crear algo nuevo en esa área ya que involucra muchos años de investigación, acerca de los patrones del clima, nosotros solo haremos el uso de la herramienta, y la acoplaremos a nuestro conjunto de computadoras para que los resultados estén disponibles en tiempo real.

Además como todo buen paquete de código, la página oficial de WRF tiene su propio tutorial para poner a andar el programa y vienen con algunos ejemplos de datos para pronósticos de algunos fenómenos naturales sucedidos hace algunos años, los cuáles podemos probar.

Ya le di una revisada a todo el tutorial, es un poco extenso, debido a que hay varias cosas que instalar y otras cosas a configurar, pero de eso hablaré en la próxima entrada.