Gnu-LinEx. Aplicaciones del Software Libre en Computación de Altas Prestaciones. Sé legal... copia LinEx

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1 Gnu-LinEx Aplicaciones del Software Libre en Computación de Altas Prestaciones Sé legal... copia LinEx Antonio Plaza Miguel Departamento Tecnología Computadores Universidad de Extremadura

2 CONTENIDOS Contenidos: 1. Breve introducción al concepto de software libre 2. Tipos de licencias 3. El proyecto Gnu-LinEx en Extremadura 4. Gnu-LinEx en computación de altas prestaciones 5. Ejemplo: Gnu-LinEx para análisis de imágenes de satélite 6. Resumen de contenidos y preguntas abiertas Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense

3 1. INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO DE SOFTWARE LIBRE Concepto de software libre Origen: ideales humanos, compartir conocimiento Proyecto GNU (Gnu is Not Unix): Richard Stallman El software GNU debía permanecer libre para que todos los usuarios pudieran ejecutarlo, copiarlo, modificarlo y distribuirlo Con objeto de proporcionar un soporte legal, Richard Stallman instituyó la Free Software Foundation (FSF) GNULinux incluye las aplicaciones de la FSF y el núcleo (kernel) del sistema operativo Linux desarrollado por Linus Torvalds Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 1

4 1. INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO DE SOFTWARE LIBRE Ventajas del software libre Nos hace creadores activos de tecnología Favorece la cooperación entre diferentes instituciones Independencia del fabricante y sus actualizaciones del software Actualización según necesidades del usuario y de la aplicación El código es abierto y se puede modificar (ejemplo: GNU Linux) Coste de licencias nulo, ahora y siempre No todo ventajas: software propietario puede ser más fácil de mantener Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 2

6 2. TIPOS DE LICENCIAS DE SOFTWARE Tipos de Licencias: Sofware propietario: Se paga por cada licencia No se puede modificar Shareware: Se prueba y luego se paga No se puede modificar Freeware: Uso gratuito No se puede modificar Software libre: Uso gratuito Se puede modificar y distribuir Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 3

8 3. EL PROYECTO GNU-LINEX EN EXTREMADURA Marcos Estratégicos Plan de Alfabetización Tecnológica y Red Tecnológica Educativa de Extremadura Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 4

9 3. EL PROYECTO GNU-LINEX EN EXTREMADURA GNU-LinEx Extensión de GNU-Linux basada en la distribución Debian Marco estratégico: Red Tecnológica Educativa de Extremadura: Instalación de los nuevos centros educativos Ratio de un ordenador por cada dos alumnos Cantidad económica insuficiente para la adquisición masiva y mantenimiento de licencias de software propietario Alternativa: software libre (80,000 máquinas con GNU-LinEx) Más de descargas de GNU-LinEx desde el sitio web: Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 5

10 3. EL PROYECTO GNU-LINEX EN EXTREMADURA GNU-LinEx Sitio web con descarga, trucos, documentación, soporte técnico, foro, etc. Más de de visitas desde marzo de 2002 Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 6

11 3. EL PROYECTO GNU-LINEX EN EXTREMADURA Qué es GNU-LinEx? Distribución de Software Libre GNU-Linux basada en Debian Orientada a un usuario no técnico Conjunto de aplicaciones seleccionadas entre las de Debian Distribución en un único CD, descargable en Instalador gráfico automático Personalización del escritorio a la identidad cultural de Extremadura Protocolo de colaboración con Andalucía desde Marzo de 2003 Contactos con todas las CCAA españolas, y con varios paises Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 7

12 3. EL PROYECTO GNU-LINEX EN EXTREMADURA Características GNU-LinEx Acceso seguro mediante nombre de usuario y contraseña personalizada El sistema de ventanas que utiliza se denomina Gnome Pantalla de acceso a GNU-LinEx Escritorio de GNU-LinEx Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 8

13 3. EL PROYECTO GNU-LINEX EN EXTREMADURA Características GNU-LinEx Posibilidad de trabajar mediante comandos en la consola Opciones de terminación, apagado y reinicio de la computadora La consola de GNU-LinEx Menú Gnome y terminación de la sesión Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 9

15 4. GNU-LINEX Y COMPUTACIÓN ALTAS PRESTACIONES Computadores paralelos El sistema operativo Linux es el estándar a la hora de administrar supercomputadores y sistemas paralelos Clusters de tipo Beowulf : formados por PCs interconectados mediante una red de comunicación de altas prestaciones, y gestionados por un sistema operativo libre (p.e., GNU-LinEx) Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 10

16 4. GNU-LINEX Y COMPUTACIÓN ALTAS PRESTACIONES Computadores paralelos Computador paralelo: colección PCs conectados que cooperan para resolver problema científico Ejemplo: procesamiento de imágenes de la tierra obtenidas vía satélite Speed-up o aceleración (p procesadores) = Rendimiento (p procesadores) Rendimiento (1 procesador) NASA MiniCluster portable (16 procesadores) Earth Simulator (5120 procesadores) Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 11

18 5. EJEMPLO: ANÁLISIS IMÁGENES HIPERESPECTRALES Imagen hiperespectral.- Cubo de datos en el que cada píxel no es un valor en nivel de gris ni un color, sino un vector de cientos de valores Cada píxel define una firma espectral que permite ver lo que el ojo no ve 4000 Pixel mezcla (suelo + rocas) Reflectancia Long. onda (nm) Pixel puro (agua) Reflectancia Pixel mezcla (vegetación + suelo) Reflectancia Long. onda (nm) Long. onda (nm) Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 12

19 5. EJEMPLO: ANÁLISIS IMÁGENES HIPERESPECTRALES Ejemplos de sensores hiperespectrales.- Más de 15,000 objetos creados por el hombre se encuentran en órbita: varios tipos de satélites militares y comerciales, residuos, etc. ENVISAT (ESA) AVIRIS (NASA) AHI Airborne Hyperspectral Imager (Aerospace Corp) Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 13

20 5. EJEMPLO: ANÁLISIS IMÁGENES HIPERESPECTRALES Aplicaciones de la tecnología hiperespectral Incendios forestales en la península Ibérica (imagen obtenida por el sensor MERIS de ESA) Monitorización de incendios: Estimación de temperaturas a nivel sub-píxel, monitorización de zonas quema-das y humo, predicciones sobre la propagación del incendio, etc. Detección de contaminantes ambientales: Contaminantes directos e indirectos, contaminación en zonas urbanas, etc. Aplicaciones marinas: Detección de agentes contaminantes en aguas y atmósfera, monitorización de vertidos tóxicos, etc. Ecología: Seguimiento del estado de la vegetación y el ciclo de carbono, con aplicaciones directas en el estudio del cambio climático Aplicaciones militares: Detección de minas antipersona, identificación de objetivos militares con precisión sub-píxel Otras: Infraestructuras, aplicaciones médicas Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 14

21 5. EJEMPLO: ANÁLISIS IMÁGENES HIPERESPECTRALES Ejemplo: Imágenes hiperespectrales sobre World Trade Center.- Imagen proporcionada por NASA/JPL Imagen proporcioanda por U.S. Geological Survey Nueva York, Manhattan (09/15/01) Localización de fuegos en World Trade Center Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 15

22 5. EJEMPLO: ANÁLISIS IMÁGENES HIPERESPECTRALES Necesidad de paralelismo.- Algoritmos de procesamiento de imágenes hiperespectrales se caracterizan por su elevadísimo coste computacional (imágenes de varios GB) La capacidad de procesamiento es fundamental en varias aplicaciones de esta tecnología emergente (detección y seguimiento de incendios, localización de agentes contaminantes en aguas y atmósfera, detección de objetivos militares ) En la mayor parte de los casos los algoritmos se basan en operaciones regulares, susceptibles de ser paralelizadas para obtener productos finales en tiempo casi real Imagen completa AVIRIS sobre WTC Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 16

24 6. RESUMEN Y PREGUNTAS ABIERTAS Resumen y preguntas El software libre es abierto: cualquiera puede ver el código y modificarlo Se puede adaptar para que cumpla los requerimientos de la aplicación El software propietario puede trabajar conjuntamente con software libre GNU-LinEx es un caso de software libre implantado en la administración Por qué las empresas tienen miedo al software libre? Fear of change La crisis económica puede ayudar a la expansión del software libre Pregunta clave: Por qué seguir alquilando software propietario cuando existe el software libre? Respuesta: cuestión de prestaciones Semana de la Ciencia 2008, Universidad Complutense 17

25 Gnu-LinEx Aplicaciones del Software Libre en Computación de Altas Prestaciones Sé legal... copia LinEx Antonio Plaza Miguel Departamento Tecnología Computadores Universidad de Extremadura