ES A1 ESPAÑA 11. Número de publicación: Número de solicitud: G06F 17/10 ( )

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1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA Número de publicación: Número de solicitud: Int. CI.: G06F 17/10 ( ) 12 SOLICITUD DE PATENTE A1 22 Fecha de presentación: Fecha de publicación de la solicitud: Solicitantes: HYDROMODEL HOST, S.L. (100.0%) Vallseca, 5B Sant Cugat del Vallès (Barcelona) ES 72 Inventor/es: ALMOLDA CARDONA, Xavier y BATLLE PIFARRÉ, Francisco 74 Agente/Representante: CURELL AGUILÁ, Mireia 54 Título: Método de ejecución de modelos numéricos mediante computación en la nube 57 Resumen: Método de ejecución de modelos numéricos mediante computación en la nube. En un servidor (3) en la nube (100) se introduce, a través de un computador (2): un código o programa (41) de cálculo, por ejemplo de ecuaciones de balance de masa, energía y momento para el agua de un acuífero; los parámetros (42) y condiciones de contorno del acuífero; y los datos de las variables de ejecución (43), para el código o programa de cálculo, correspondientes a un escenario concreto. El servidor dispone las tareas (T1, T2,, Tn) en una cola primaria de tareas (4) y un gestor de colas (5) crea máquinas virtuales (VMa, VMb, VMc) y colas secundarias (Qa, Qb, Qc) para las máquinas virtuales, en un entorno de nube, y asigna las tareas de la cola primaria a las máquinas virtuales, en donde quedan definidas las colas secundarias de tareas (Ti, Tii,, Tm). ES A1

2 DESCRIPCION MÉTODO DE EJECUCiÓN DE MODELOS NUMÉRICOS MEDIANTE COMPU TACiÓN EN LA NUBE 5 Sector técnico de la invención La presente invención se refiere a un método de ejecución de modelos numéricos, mediante computación en la nube, generalmente denominado en inglés como "c/oud computing" (o simplemente "c/ouding'), que encuentra particular aplicación 1 O para los cálculos de comportamiento y respuesta de depósitos fluidos, y en especial de acuíferos, por aplicación de las ecuaciones, entre otras, de balance de masa energía y momento a las masas fluidas y su estructura de contención consideradas. Antecedentes de la invención 15 Existen numerosos modelos y códigos de cálculo que, por aplicación de las ecuaciones de balance a un sistema dinámico o termodinámico, su ejecución comporta resultados temporales y espaciales de las variables de estado (p.e. niveles, concentraciones), y otros parámetros de interés, como respuesta a la variación de unas condiciones de contorno y datos de un escenario específico 20 variable. Existen muchos paquetes estándar que en concreto, se aplican al cálculo de depósitos de petróleo, de depósitos de secuestro de CO 2, de acuíferos u otros depósitos subterráneos. Al cálculo de éstos últimos se refiere, como caso preferente, la presente descripción. Cada acuífero se modela según unos parámetros de geometría y constantes fisicoquímicas de sus materiales, y cuando 25 hay una variación en los datos externos del acuífero (lluvias, bombeo en pozos, movimientos de tierras,...), se ejecuta el código en un computador para obtener como resultado las nuevas condiciones de respuesta del acuífero o depósito (niveles, concentraciones, etc.). 30 Estos modelos y códigos de cálculo comportan la discretización de la geometría del acuífero en celdas, nodos o elementos del acuífero, y las ecuaciones se aplican a cada uno de estas celdas o nodos de forma que el sistema de ecuaciones diferenciales de balance quede reducida (discretizada) en un sistema de 2

3 ecuaciones lineales de múltiples incógnitas resoluble por el ordenador. Se comprenderá que la ejecución de estos programas conlleve un uso muy intensivo de tiempo de procesador y de memoria computacional. Cada cliente o 5 usuario del programa debe disponer su ejecución en una cola - según sean sus privilegios y contrato de servicios - y el tiempo en que dispone de los resultados puede ser muy largo. En el caso de acuíferos complejos con actualización simultánea, el tiempo que debe esperar el usuario podría llegar a ser superior al que se produce entre cambios de escenario que puedan requerir una nueva 10 ejecución. Por lo tanto, los inventores han pensado en utilizar medios de "c/oud computing" para obtener una mayor disponibilidad de proceso y capacidad de cálculo. De acuerdo con la ya clásica definición del New York Times "el 'c/oud computing' 15 (computación en la nube) consiste en obtener servicios de computación - procesado, almacenamiento, mensajería, bases de datos, etc.- realizados desde un lugar remoto fuera de nuestras cuatro paredes y pagar por el uso". En un modelo c/oud, las organizaciones pueden pasar de la gestión tecnológica tradicional (con cuantiosas inversiones en recursos, incluyendo hardware, software, centros de 20 procesamiento de datos, redes, personal, seguridad, etc.), al nuevo modelo de gestión en la nube, donde se elimina la necesidad de grandes inversiones y costes fijos y se transforma a los proveedores en instrumentos que ponen al alcance de los usuarios, de forma flexible e instantánea, la capacidad de computación bajo demanda. 25 Los servicios de "c/ouding" pueden ser suministrados por los propios servidores de un centro de datos de una empresa, o bien por un proveedor de c/oud que asume todo el riesgo de ser propietario de la infraestructura. En lugar de requerir contratos a largo plazo con proveedores de servicios de TI, las nubes funcionan sobre la base 30 de un precio horario por el uso o servicio prestado, en el que una aplicación o una máquina virtual puede existir durante unos minutos o unas cuantas horas para ejecutar una tarea, o bien pueden existir durante largo plazo. Las nubes computacionales están construidas como si las aplicaciones fueran temporales, y la 3

4 facturación se basa en el consumo de recursos: horas de CPU usadas, volumen de datos movidos, Gb de datos almacenados, etc. El cloud computing permite alquilar un servidor o mil servidores y ejecutar un 5 programa de cálculo de modelización de complejos sistemas geofísicos en los sistemas más potentes. Permite alquilar un servidor virtual (máquina virtual) y descargar software en el mismo, encenderlo y apagarlo según se desee, o clonarlo diez veces para satisfacer un aumento de demanda de carga de trabajo temporal. También puede consistir en almacenar y asegurar cantidades inmensas de datos 10 accesibles sólo a aplicaciones y usuarios y aplicaciones autorizados. El cloud computing también permite el uso de aplicaciones en Internet que almacenan y protegen datos al tiempo que proporciona un servicio -cualquiera, incluyendo el correo electrónico, automatización de la gestión de fuerza de venta y preparación de pago de impuestos, etc-o Puede permitir el uso de almacenamiento en nube para 15 guardar datos personales, empresariales y de aplicaciones. También tiene la posibilidad de usar un conjunto de servicios Web para integrar fotos, mapas e información GPS para crear una masa de datos en navegadores Web clientes. Los proveedores de Cloud computing ofrecen servicios según tres modelos 20 fundamentales: servicio de infraestructura ("Infrastructure as a Service" - laas). Ejemplos: máquinas virtuales servidores, almacenamiento, equilibradoras de carga, cortafuegos, redes,... servicio de plataforma ("platform as a Service" - PaaS). Ejemplos: rutinas de ejecución ("runtime"), bases de datos, servidores de red, herramientas de desarrollo,... servicio de software ("software as a Service" - SaaS). Ejemplos: CRM (customer relationship management), , comunicaciones, juegos, escritorios virtuales,... El servicio laas es el más básico y cada modelo superior abstrae de los detalles y datos de los modelos inferiores. 4

5 Los clientes de e/oud solicitan servicios a través de navegadores Web, aplicaciones para móviles inteligentes, emuladores de terminal, ordenadores tipo cliente liviano ("thin elienf'), etc. 5 La presente invención se refiere al uso de máquinas virtuales para la ejecución de modelos numéricos, preferentemente de modelos de acuíferos en el e/oud. En este modelo básico de servicios en nube, los proveedores de nube ofrecen computadores - físicamente o, la mayoría de las veces, como máquinas virtuales - 10 almacenamiento en bloque, cortafuegos, equilibradoras de carga y redes. El proveedor laas proporciona estos recursos bajo demanda desde grandes instalaciones situadas en Centros de Datos ("Data Centers"). También ofrecen redes de área amplia (WAN) incluidas direcciones IP; como parte de la oferta. Para la conectividad WAN, puede (y suele) usarse internet, o se pueden configurar redes 15 privadas virtuales. De acuerdo con hup://www.griffincaprio.com/blog/2006/08/virtual-machinesvirtualization-vs-emulation.html (recuperado el 9-juIi0-2012), una máquina virtual es un "sistema operativo visitante completamente aislado en el seno de un sistema 20 operativo huésped normal". Las máquinas virtuales modernas son implementadas bien mediante emulación de software o virtualización de hardware. En la mayoría de los casos, ambas se implementan conjuntamente. Una máquina virtual es una implementación en software de una máquina (por ejemplo, un ordenador) que ejecuta programas de igual manera que una máquina física. Las máquinas virtuales 25 se clasifican en dos categorías principales, según su uso y grado de correspondencia con una máquina real: máquina virtual de sistema y máquina virtual de proceso. Una máquina virtual de sistema proporciona una plataforma de sistema completa que soporta un sistema operativo (OS) completo. Por el contrario, una máquina virtual de proceso está diseñada para ejecutar un único programa, de 30 lo cual significa que sólo puede soportar un proceso. Una característica esencial de una máquina virtual es que el software que se ejecuta en la misma está limitado a los recursos y abstracciones proporcionados por la máquina virtual - no puede salirse de su entorno virtual. 5

6 La combinación de máquinas virtuales y aplicaciones como objetos de desarrollo estándar es una de las características clave del "c/oud computing". Cuando hay mucha demanda de una tarea, ésta puede clonarse sobre múltiples máquinas 5 virtuales en el momento de la ejecución, para ajustarse a la demanda. Las equilibradoras de carga distribuyen el trabajo en el conjunto de máquinas virtuales. No obstante los paquetes laas o Paas actuales para trabajo en "c/oud' (Amazon EC2, MS Azure, Google AppEngine, IBM SmartCloud, Oracle Exalogic, etc.) tienen 10 métodos de clonación de las máquinas virtuales para clonar siempre el mismo servicio, programa de ejecución y datos (generalmente, aunque no exclusivamente, portales web). Ello es un primer inconveniente cuando se requieren procesos de creación de máquinas virtuales para la ejecución de modelos numéricos y/o con distintos datos. 15 Un segundo inconveniente de que adolecen los métodos de gestión en el c/oud del estado de la técnica es que el tiempo de creación de una máquina virtual puede llegar a ser muy largo, en especial para la ejecución de modelos numéricos como los que nos ocupan. Sería de desear poder aprovechar máquinas virtuales ya 20 creadas, sin destruirlas y tener que volver a crear otras, a fin de poder ahorrar este tiempo de creación, así como poder limitar el número total de máquinas virtuales totales creadas, con objeto de ahorrar ten tiempo y recursos de CPU. La presente invención tiene por finalidad proporcionar un método que dé solución a 25 estos inconvenientes. Explicación de la invención A tal finalidad, el objeto de la presente invención es un novedoso método de ejecución de modelos numéricos mediante computación en la nube ("c/oud 30 computing"), que en su esencia de caracteriza porque: un usuario (1) introduce, a través de un computador (2), en un servidor (3) en la nube (100): 6

7 los parámetros (42) para un código o programa de cálculo (41); Y los datos de las variables de ejecución (43), para dicho código o programa de cálculo (41), incluidas las condiciones de contorno, el servidor (3) crea una tarea (T1, T2,..., Tn) que comprende: i. dicho código o programa de cálculo (41 ); ii. dichos parámetros (42); y iii. dichos datos (43) el servidor (3) dispone las tareas (T1, T2,..., Tn) en una cola primaria de tareas (4); un gestor de colas (5) crea máquinas virtuales (VMa, VMb, VMc) y colas secundarias (Oa, Ob, Oc) para las máquinas virtuales, en un entorno de nube, y envía y asigna las tareas (T1, T2,..., Tn) de la cola primaria (4) a las máquinas virtuales (MVa, MVb, MVc), en donde quedan definidas colas secundarias (Oa, Ob, Oc) de tareas (Ti, Tii,..., Tm); cada máquina virtual (MVa, MVb, MVc) ejecuta las tareas (Ti, Tii,..., Tm) asignadas en su cola secundaria (Oa, Ob, Oc), en tanto existan tareas en su correspondiente cola secundaria; y cada máquina virtual (MVa, MVb, MVc) da de baja una tarea (Ti, Tii,..., Tm), una vez ha sido ejecutada. Según otra característica de la invención, en el servidor se introduce un respectivo tiempo de ejecución estimado para cada tarea. Una máquina virtual es eliminada (o "destruida", en la terminología habitual) si ha 25 transcurrido un tiempo mayor a un tiempo mínimo predeterminado sin que hayan tareas sin dar de baja en su cola secundaria. De acuerdo con una realización preferida de la invención, dicho gestor de colas, localizado en el cloud, gestiona las máquinas virtuales y asigna las tareas a colas 30 secundarias de las mismas a través de los siguientes pasos: A. se interroga si existen una tarea pendiente en la cola primaria del servidor; B. si la respuesta a A es afirmativa, se determina el número de máquinas 7

8 virtuales creadas en el "c/oud"; C. se interroga si existen máquinas virtuales creadas; D. si la respuesta a C es afirmativa, se calcula la carga de trabajo de las máquinas virtuales en ejecución, como la suma de los tiempos estimados de 5 ejecución de sus tareas pendientes y el tiempo estimado de la tarea que está siendo ejecutada, menos el tiempo ya transcurrido de la tarea que está siendo ejecutada; E. se interroga si existe una máquina virtual tal que su tiempo restante de cálculo sea menor que el tiempo de creación de una nueva máquina virtual; 10 F. si la respuesta a E es afirmativa, se añade la tarea a la cola secundaria de la máquina virtual encontrada. 15 Alternativamente, si la respuesta a la interrogación A es negativa entonces se vuelve al paso A. Si la respuesta a la interrogación E es negativa, entonces se ejecutan los pasos siguientes: 20 G. se interroga si el número de máquinas virtuales en ejecución es menor que el número máximo de máquinas virtuales posibles, 25 Si la respuesta a la interrogación C es negativa o la respuesta a la interrogación G es positiva, entonces se crea un cola secundaria, se añade la tarea a la cola secundaria, y se crea una nueva máquina virtual para la cola creada. Si la respuesta a la interrogación G es negativa, entonces se asigna la tarea en curso a la cola secundaria de la máquina virtual con la menor carga de trabajo calculada en D. 30 Como que el propio gestor de colas del método según la invención gestiona las colas y las máquinas virtuales, el sistema es auto-escalable, es decir que la respuesta en el tiempo es virtualmente independiente del número de cálculos que se estén efectuando simultáneamente. 8

9 Este "hospedaje" se implementa usando tecnología de "c/oud computing" tanto para el hospedaje del modelo matemático y de cálculo como para la propia ejecución del modelo en un ordenador virtual (máquina virtual) dedicado a cada modelo con una 5 flexibilidad tal que permite obtener: Acceso instantáneo, fiable y seguro desde cualquier punto (el mismo "acuerdo de nivel de servicio" o SLA -acrónimo de la expresión en inglés "Service Leve/ Agreemenf'- que el ofrecido por el proveedor de laas, que suele ser igualo superior a 99.90%); Externalización de los costes de mantenimiento de servidores y bases de datos; Adaptación de las características del ordenador (tamaño de memoria, número de procesadores,...) en función del tamaño y complejidad del escenario de computación; Una máquina virtual exclusiva es creada para los cálculos de un escenario dado, y destruida una vez terminado el cálculo. No existe competencia y por lo tanto no hay retrasos inesperados en la ejecución de cálculos simultáneos; Equilibrado automático de la carga de computación; Y Minimización del tiempo de respuesta para cada ejecución. Es importante hacer notar que estas ventajas son atribuibles al concepto general de la invención, e independientes del código de cálculo o programa concreto, por lo 25 que son extensibles a otros terrenos muy diferentes de la hidrología y geología. Breve descripción de los dibujos A continuación se hace la descripción detallada de una forma de realización preferida, aunque no exclusiva, del método objeto de la presente invención, para 30 cuya mejor comprensión se acompaña de unos dibujos, dados meramente a título de ejemplo ni limitativo, en los cuales: la Fig. 1 muestra la arquitectura del sistema para la ejecución del método de la 9

10 presente invención; 5 la Fig. 2 es un diagrama de flujo que ilustra el algoritmo de creación y gestión de las máquinas virtuales; y la Fig. 3 es un diagrama de flujo que ilustra la ejecución de las tareas de las colas secundarias y de destrucción de las máquinas virtuales. Descripción detallada de los dibujos 10 En dichos dibujos puede apreciarse que el método de la presente invención se ejecuta en un sistema con una arquitectura de tres componentes principales: 15 - un computador cliente 10, que es el ordenador de un usuario 1 que lanza peticiones de escenarios o datos de acuíferos para ser calculados y recupera los datos de salida, utilizando, por ejemplo, su navegador de red 2; un servidor 3, que hospeda tanto el modelo matemático de cálculo de acuíferos o programa 41, como los resultados de cada escenario ejecutado; y - ordenadores de cálculo 11. Un ordenador de cálculo 11 es un ordenador virtual, o máquina virtual VMa, VMb, VMc, creado por el servidor 3 como respuesta a una petición de ejecución por parte del usuario, en el cual se ejecuta el núcleo computacional de cálculo para unos parámetros 42 y datos 43 del escenario concreto del acuífero. El servidor 3 y los ordenadores de cálculo 11 (las máquinas virtuales VMa, VMb, VMc) están en la nube o e/oud. 30 Obviamente, el computador cliente 11 podría estar constituido por unos medios de computación adecuados para la introducción de la información en el servidor 3: por ejemplo un PC personal, un "tablet-pc", un "smartphone", o equivalentes, presentes o futuros. 10

11 El método de cálculo de la invención es aplicable a la ejecución por parte de usuarios 1 de un programa 41 que incluye el código de cálculo de las ecuaciones de balance de masa, energía y momento para un acuífero, cuya ejecución comporta 5 resultados temporales y espaciales de nivel de agua y sus concentraciones. El programa puede 41 ser un paquete comercial, tal como por ejemplo MODFLOWTM, o bien ser código programado "ad hoc" o como un servicio de proveedor. La ejecución puede ser requerida cuando se modifican los parámetros 42 del acuífero o cuando varía el escenario o datos 43 del acuífero considerado. 10 En la Fig. 1 puede apreciarse que los usuarios 1 introducen, a través del navegador o web-browser 2 del computador cliente 10 en un servidor 3 en el "c/oud" 100: 15 los parámetros 42 de un acuífero, que incluyen las condiciones de contorno para un código o programa de cálculo 41; Y los datos de las variables de ejecución ("what ir) 43, correspondiente a un escenario particular, para dicho código o programa de cálculo 41. Entonces, el servidor 3 crea una tarea T(T1, T2,..., Tn) que se compone de los 20 siguientes elementos: 25 i. el código o programa de cálculo 41; ii. los parámetros del acuífero (42); iii. los datos (43) del escenario concreto; y iv. el tiempo de ejecución de la tarea. 30 El programa de cálculo 41 puede estar implementado previamente en el propio servidor 3, el cual lo añade a los parámetros 42 y datos 43 introducidos para conformar la tarea. El tiempo de ejecución de las tareas T(T1, T2,..., Tn) puede ser estimado o determinado exteriormente al sistema y puede emplearse como criterio para la facturación del servicio. 11

12 Seguidamente, el servidor 3 dispone las tareas T (T1, T2,..., Tn) en una cola primaria de tareas 4 del servidor, a partir de la cual se crearán y gestionarán las máquinas virtuales creadas VMa, VMb, VMc, constitutivas de los ordenadores de 5 cálculo 11, en los que "correrán" el programa 41. Para ello, el sistema dispone de un gestor de colas 5, que puede estar implementado en un computador diferente en el "e/oud" o en el propio servidor 3. El gestor de colas 5 crea las citadas máquinas virtuales (VMa, VMb, VMc) y colas 10 secundarias (Oa, Ob, Oc) para las máquinas virtuales, en un entorno "e/oud". El gestor de colas 5 envía y asigna cada una de las tareas T (T1, T2,..., Tn) de la cola primaria 4 individualmente a las máquinas virtuales (MVa, MVb, MVc), en donde quedan definidas colas secundarias (Oa, Ob, Oc) de tareas T. Por lo tanto, el orden de las tareas T (T1, T2,..., Tn) de la cola primaria 4 del servidor 3, puede no diferir 15 nada, o diferir poco o mucho, del orden de tareas T de las colas secundarias (Oa, Ob, Oc) de las máquinas virtuales (VMa, VMb, VMc) En la Fig. 1 se muestran los 3 tipos de máquinas virtuales que es posible encontrar en función del momento de su vida: máquina virtual MVa: está recién creada (o está siendo creada) y ha recibido (o está recibiendo) tareas en su cola; máquina virtual MVb: ya ha sido creada y continúa recibiendo tareas en su cola; y máquina virtual MVc: ya no recibe tareas y será destruida. En la Fig. 2 se ha representado el algoritmo 200 que ejecuta el gestor de colas 5 para gestionar las máquinas virtuales (MVa. MVb, MVc) poniendo las tareas T( T1, T2,..., Tn) en las colas secundarias (Oa, Ob, Ov) de las máquinas virtuales. Este 30 algoritmo corresponde a la ejecución del método expresado precedentemente mediante los pasos A, B, e, D, E, F, G, H Y se explica seguidamente: En el bloque 201 se inicia la ejecución del algoritmo

13 En 202 (paso A) se interroga si existen una tarea T pendiente en la cola primaria 4 del servidor 3. 5 Si la respuesta a 202 es afirmativa, en el bloque 204 (paso B) se calcula el número de máquinas virtuales (VMb, VMc) creadas en el "c/oud' (100). Si la respuesta a 202 es negativa, entonces, en el bloque 203, se destruyen las máquinas virtuales VMc que no estén en ejecución y se retorna el control al bloque 10 inicial 201. Esta destrucción (o eliminación) se produce tras comprobar si ha pasado un tiempo mayor que un tiempo mínimo predeterminado. Tras 204, en 205 (paso C) se interroga si existen máquinas virtuales creadas (VMb, VMc); 15 Si la respuesta a 205 es afirmativa, entonces en el bloque 206 (paso D) se calcula la carga de trabajo de las máquinas virtuales en ejecución (VMb, VMc). La carga de trabajo es calculada como la suma de los tiempos estimados de ejecución de sus tareas pendientes y el tiempo estimado de la tarea que está siendo ejecutada, 20 menos el tiempo ya transcurrido de la tarea que está siendo ejecutada; 25 A continuación, en 208 (paso E) se interroga si existe alguna máquina virtual (VMb) tal que su tiempo restante de cálculo sea menor que el tiempo de creación de una nueva máquina virtual (MVa). Si la respuesta a la interrogación de 208 es afirmativa, entonces, en el bloque 212 (paso F) se añade la tarea (T) a la cola secundaria (Oa, Ob, Oc) de la máquina virtual (VMb). 30 La máquina virtual VMb pasa a ejecutar el programa 41 para los parámetros 42 y los datos 43, y sistema gestor de colas 5 retorna el control al bloque inicial 201. Si la respuesta a la interrogación de 208 es negativa, es decir si no se ha 13

14 encontrado ninguna máquina virtual cuyo tiempo restante de cálculo sea menor que el tiempo de creación de una nueva máquina virtual (MVa), entonces se pasa a 209 (paso G), en donde se interroga si el número de máquinas creadas es menor que el número máximo de máquinas disponibles (por privilegio, capacidad de cálculo y 5 disponibilidad según un contrato, etc.). Si la respuesta a la interrogación de 209 (paso G) es negativa, entonces se pasa al bloque 212 (paso F), en donde se añade la tarea T a la cola secundaria (Oa, Ob, Oc) de la máquina virtual con la menor carga de trabajo (VMb) de las calculadas en 10 el bloque 206 (paso D). Igualmente, la máquina virtual VMb pasa a ejecutar el programa 41 para los parámetros 42 y los datos 43, y sistema gestor de colas 5 retorna el control al bloque inicial 201. Si la respuesta al bloque 205 (paso C) ha sido negativa, o si la respuesta al bloque (paso G) ha sido afirmativa, entonces ello significa que se debe crear una maquina virtual nueva, y en ambos casos el gestor de colas 5 crea en 207 (paso H) una nueva cola secundaria (Oa, Ob, Oc), en 210 añade la tarea T a la cola creada, yen 211 crea una nueva máquina virtual VMa 20 Por último, cada máquina virtual (MVa, MVb, MVc) ejecuta las tareas (Ti, Tii,..., Tm) asignadas en su cola secundaria (Oa, Ob, Oc), en tanto existan tareas en su correspondiente cola secundaria, dando definitivamente de baja la tarea (Ti, Tii,..., Tm), una vez ejecutada ésta última. Los resultados obtenidos son dispuestos en una cola de resultados Or, para su gestión por parte del servidor El gestor de colas 5 destruye una máquina virtual MVc si ha transcurrido un tiempo mayor a un tiempo mínimo predeterminado sin que hayan tareas (Ti, Tii,..., Tm) sin dar de baja en su cola secundaria (Oa, Ob, Oc). 30 En la Fig. 3 se muestra el diagrama de flujo que corresponde al algoritmo 300 de control de la ejecución de las máquinas virtuales y la destrucción de las máquinas virtuales. Este algoritmo 300 se explica seguidamente. 14

15 En 301 se interroga si en la cola secundaria Q de la máquina virtual existe una tarea T pendiente. Si la en 301 respuesta es afirmativa, en 303 la máquina virtual lee el programa 41, 5 los parámetros 42 y datos 43 del acuífero y en 305 ejecuta el programa 41 de la cola y da como salida los resultados de la ejecución en el bloque 306. El control se devuelve de nuevo a la interrogación 301 para repetir el proceso con la siguiente tarea. 10 Si la respuesta en 301 es negativa, entonces en 302 se interroga si el tiempo sin ejecutar tareas es superior a un tiempo mínimo predeterminado. Si la respuesta en 302 es negativa, se retorna el control a la interrogación Por último, si la respuesta en 302 es afirmativa, entonces en 304 se destruye la máquina virtual VMc. En cuanto al c/oud 100, éste puede estar implementado, por ejemplo, por redes de área local (WAN) incluidas direcciones IP. Esta WAN puede ser preferentemente 20 internet, o se pueden configurar redes privadas virtuales. Es importante observar que el algoritmo 200 del gestor de colas 5 permite equilibrar automáticamente la carga de cálculo de las máquinas virtuales y el número de las mismas. En todo momento se optimiza la capacidad de cálculo contratada, y el 25 tiempo de ejecución es mucho menor que empleando un laas estándar, lo cual es óptimo para, por ejemplo, la ejecución de modelos numéricos de acuíferos mediante "c/oud computing", en dónde se precisa una gran cantidad de cálculos. Entenderán los expertos en la materia que, si bien el método de ejecución de 30 modelos numéricos mediante "c/oud computing" de la presente invención ha sido explicado en relación con su aplicación a acuíferos, es igualmente aplicable a otros fluidos, tales como petróleo, gas natural, secuestro de CO 2, o a otros tipos de modelos de cálculo numérico. Lo que cambiará en cada caso serán los códigos o 15

16 programas de cálculo (41), quedando estos casos dentro del ámbito de protección de la invención. 16

17 REIVINDICACIONES 1.- Método de ejecución de modelos numéricos mediante computación en la nube, caracterizado porque: 5 - un usuario (1) introduce, a través de un computador (2), en un servidor (3) en la nube (100): - los parámetros (42) para un código o programa de cálculo (41); Y - los datos de las variables de ejecución (43), para dicho código o programa de cálculo (41), incluidas las condiciones de contorno, 10 - el servidor (3) crea una tarea (T1, T2,..., Tn) que comprende: i. dicho código o programa de cálculo (41); ii. dichos parámetros (42); y iii. dichos datos (43) - el servidor (3) dispone las tareas (T1, T2,..., Tn) en una cola primaria de 15 tareas (4); - un gestor de colas (5) crea máquinas virtuales (VMa, VMb, VMc) y colas secundarias (Oa, Ob, Oc) para las máquinas virtuales, en un entorno de nube, envia y asigna las tareas (T1, T2,..., Tn) de la cola primaria (4) a las máquinas virtuales (MVa, MVb, MVc), en donde quedan definidas colas 20 secundarias (Oa, Ob, Oc) de tareas (Ti, Tii,..., Tm); - cada máquina virtual (MVa, MVb, MVc) ejecuta las tareas (Ti, Tii,..., Tm) asignadas en su cola secundaria (Oa, Ob, Oc), en tanto existan tareas en su correspondiente cola secundaria; y - cada máquina virtual (MVa, MVb, MVc) da de baja la tarea (Ti, Tii,..., Tm), 25 una vez ejecutada ésta última. 2.- Método de ejecución de modelos numéricos, según la reivindicación 1, 30 caracterizado porque en el servidor (3) se introduce un respectivo tiempo de ejecución estimado para cada tarea (T1, T2,..., Tn). 3.- Método de ejecución de modelos numéricos, según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque una máquina virtual (MVc) es destruida si ha transcurrido un tiempo mayor a un tiempo minimo predeterminado sin que hayan 17

18 tareas (Ti, Tii,..., Tm) asignadas en su cola secundaria (Oa, Ob, Oc) Método de ejecución de modelos numéricos, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicho gestor de colas (5) gestiona las máquinas 5 virtuales (MVa. MVb, MVc) y asigna las tareas a colas secundarias (Oa, Ob, Ov) de las mismas a través de los siguientes pasos: A. se interroga si existen una tarea (T) pendiente en la cola primaria (4) del servidor (3), B. si la respuesta a A es afirmativa, se determina el número de máquinas virtuales (VMb, VMc) creadas en la nube (100); c. se interroga si existen máquinas virtuales creadas (VMb, VMc); D. si la respuesta a C es afirmativa, se calcula la carga de trabajo de las máquinas virtuales en ejecución (VMb, VMc), como la suma de los tiempos estimados de ejecución de sus tareas pendientes y el tiempo estimado de la tarea que está siendo ejecutada, menos el tiempo ya transcurrido de la tarea que está siendo ejecutada; E. se interroga si existe una máquina virtual (VMb) tal que su tiempo restante de cálculo sea menor que el tiempo de creación de una nueva máquina virtual (MVa); y F. si la respuesta a E es afirmativa, se añade la tarea (T) a la cola secundaria (Oa, Ob, Oc) de la máquina virtual encontrada (VMb). 5.- Método de ejecución de modelos numéricos, según la reivindicación 4, caracterizado porque si la respuesta a la interrogación A es negativa entonces se 25 vuelve al paso A. 6.- Método de ejecución de modelos numéricos, según la reivindicación 4 ó la reivindicación 5, caracterizado porque si la respuesta a la interrogación E es 30 negativa, entonces se ejecutan los pasos siguientes: G. se interroga si el número de máquinas virtuales en ejecución es menor que el número máximo de máquinas virtuales posibles, H. si la respuesta a la interrogación G es afirmativa, se crea una cola secundaria (Oa, Ob, Oc), se añade la tarea (T) a la cola secundaria, y se 18

19 crea una nueva máquina virtual (VMe) con la cola secundaria creada. 7.- Método de ejecución de modelos numéricos, según la reivindicación 6, 5 caracterizado porque si: - la respuesta a la interrogación G es negativa, entonces se asigna la tarea en curso (T) a la cola secundaria (Oa, Ob, Oc) de la máquina virtual (VMa) con la menor carga de trabajo calculada en D. 19

20 11 J,T3 ---:~~_;--~~ ~ ~ ~ Oa n= : /7:, / T,T2 1 43~././././ ~~~ 4 43./: VMa :~ ~./ ::... ~... C:;;;... ""-... ".,/ ""C.~ : Oc r;r=, T~, I il VMb I 1 1 ~.... I VMe I ~ + 00 i Or FIG.1 20

51 Int. CI.: G06F 11/34 (2006.01) 71 Solicitantes: 72 Inventor/es: 74 Agente/Representante:

51 Int. CI.: G06F 11/34 (2006.01) 71 Solicitantes: 72 Inventor/es: 74 Agente/Representante: 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 21 Número de publicación: 2 427 645 Número de solicitud: 201131833 51 Int. CI.: G06F 11/34 (2006.01) 12 INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TÉCNICA R1 22 Fecha

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