Aplicaciones Web para prácticas de esquemas algorítmicos

Transcripción

1 Aplicaciones Web para prácticas de esquemas algorítmicos Francisco Bermúdez Murilo Boratto Domingo Giménez José Víctor Jiménez Andrés Palazón Universidad de Murcia JENUI09, Barcelona 8-10 julio 1

2 CONTENIDO INTRODUCCIÓN Y MOTIVACIÓN DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN IMPLEMENTACIÓN DISEÑO DE LOS ESQUEMAS ALGORÍTMICOS EXTENSIÓN A ESQUEMAS PARALELOS LÍNEAS DE TRABAJO FUTURAS JENUI09, Barcelona 8 10 julio 2

3 INTRODUCCION Y MOTIVACIÓN OBJETIVOS Facilitar la realización y corrección de programas sencillos Obligado cumplimiento de esquemas algorítmicos Método didáctico e interactivo que guía el aprendizaje Resolución de problemas utilizando las técnicas de diseño de algoritmos JENUI09, Barcelona 8 10 julio 3

4 INTRODUCCION Y MOTIVACIÓN PROPUESTA DE SOLUCIÓN Aplicación web con C++ Aplicación web, versiones on line y off line La etapa de diseño de los problemas ya ha sido resuelta gracias a la herramienta propuesta JENUI09, Barcelona 8 10 julio 4

5 INTRODUCCIÓN Y MOTIVACIÓN SITUACIÓN ACTUAL Y ANTECEDENTES Nuevas herramientas y formas de enseñanza Conceptos complejos Ningún desarrollo orientado a la creación de un lugar común de trabajo JENUI09, Barcelona 8 10 julio 5

6 DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN FUNCIONAMIENTO DE WEA WEA: Web de Esquemas Algorítmicos Autenticación de usuarios Enlaces para elegir el algoritmo sobre el que deseen trabajar y árbol de navegación JENUI09, Barcelona 8 10 julio 6

7 DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN FUNCIONAMIENTO DE WEA WEA: Web de Esquemas Algorítmicos Autenticación de usuarios Enlaces para elegir el algoritmo sobre el que deseen trabajar y árbol de navegación JENUI09, Barcelona 8 10 julio 7

8 DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN FUNCIONAMIENTO DE WEA (II) Esquema y edición de código Manual Subida de ficheros Ejemplos Compilación Ejecución JENUI09, Barcelona 8 10 julio 8

9 DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN FUNCIONAMIENTO DE WEA (II) Esquema y edición de código Manual Subida de ficheros Ejemplos Compilación Ejecución JENUI09, Barcelona 8 10 julio 9

10 DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN FUNCIONAMIENTO DE WEA (III) Análisis de algoritmos Pruebas sobre funciones Pruebas sobre entradas Análisis de los resultados JENUI09, Barcelona 8 10 julio 10

11 DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN FUNCIONAMIENTO DE WEA (IV) Análisis de los resultados JENUI09, Barcelona 8 10 julio 11

12 DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN FUNCIONAMIENTO DE WEA (V) Ayudas Se muestran únicamente cuando el usuario desee Ejemplos Sencillos a modo de tutorial QuickSort Mochila 0/1 N tareas Fibonacci Se activan en la página principal de cada esquema Posibilidad de seguir con ellos o modificarlos JENUI09, Barcelona 8 10 julio 12

13 IMPLEMENTACIÓN WEA es una herramienta desarrollada con la tecnología Java (J2EE) Arquitectura de n capas, por ahora no distribuido JENUI09, Barcelona 8 10 julio 13

14 IMPLEMENTACIÓN (II) Estructura de compilación JENUI09, Barcelona 8 10 julio 14

15 IMPLEMENTACIÓN (III) Estructura de ejecución JENUI09, Barcelona 8 10 julio 15

16 DISEÑO DE LOS ESQUEMAS ALGORÍTMICOS Necesidad de generalidad, utilidad y sencillez en los esquemas. Problemas Esquemas concretos para un problema Diferentes esquemas según tipos de problemas Inexistencia de un esquema Soluciones Estudio de esquemas Mayor nivel de abstracción JENUI09, Barcelona 8 10 julio 16

17 DISEÑO DE LOS ESQUEMAS ALGORÍTMICOS (II) Esquemas inmutables Boceto de clases Interfaz de las funciones a implementar Clases implementadas transparentes al usuario JENUI09, Barcelona 8 10 julio 17

18 DISEÑO DE LOS ESQUEMAS ALGORÍTMICOS RAMIFICACIÓN Y PODA JENUI09, Barcelona 8 10 julio 18

19 DISEÑO DE LOS ESQUEMAS ALGORÍTMICOS BACKTRACKING JENUI09, Barcelona 8 10 julio 19

20 DISEÑO DE LOS ESQUEMAS ALGORÍTMICOS DIVIDE Y VENCERÁS JENUI09, Barcelona 8 10 julio 20

21 DISEÑO DE LOS ESQUEMAS ALGORÍTMICOS PROGRAMACIÓN DINÁMICA JENUI09, Barcelona 8 10 julio 21

22 EXTENSIÓN A ESQUEMAS PARALELOS Se usa tecnología de esqueletos paralelos El usuario ve el esqueleto paralelo Pero programa métodos secuenciales (utilización para resolución de problemas en paralelo por usuarios no expertos) O se permite programar métodos paralelos en algunas funciones para experimentar con el paralelismo (utilización en curso de programación paralela) JENUI09, Barcelona 8 10 julio 22

23 EXTENSIÓN A ESQUEMAS PARALELOS (II) Experimentado con: Esq. paralelo Esq. secuencial Problema maestro esclavo divide vencerás ordenación mezcla implementaciones OpenMP y MPI ordenación rápida backtracking mochila 0/1 bolsa de tareas backtracking mochila 0/1 JENUI09, Barcelona 8 10 julio 23

24 EXTENSIÓN A ESQUEMAS PARALELOS (III) DVParaleloME(p: : problema,n: : tamaño,i: : id de proceso): solución if MAESTRO then dividir p en problemas más pequeños p 1, p 2,..., p k distribuir bloques a los procesos ESCLAVOS DivideVencerás (p 1, n 1 ) //Secuencial recibir resultados parciales combinar resultados parciales else recibir del MAESTRO bloque en p i s i = DivideVencerás (p i, n i ) enviar resultado s i al MAESTRO endif JENUI09, Barcelona 8 10 julio 24

25 LÍNEAS DE TRABAJO FUTURAS Utilización en curso de algoritmos Utilización en entornos científicos Líneas docentes Incluir nuevos esquemas algorítmicos de tipo secuencial Integración de los esquemas paralelos Inclusión de ejemplos docentes JENUI09, Barcelona 8 10 julio 25

26 LÍNEAS DE TRABAJO FUTURAS Mejora de la aplicación Web Inclusión de nuevos compiladores de manera sencilla Ampliación a otros lenguajes de programación Inserción de editor sintáctico para el código Framework que haga más sencilla la inclusión de nuevos esquemas a través de una interfaz bien definida JENUI09, Barcelona 8 10 julio 26