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Lic. Ramiro Lazarte
Como es un sitio sobre el que hacer científico y otros trabajos de interés que sé esta realizando y se realizaron en Linux. Voy procurar a describir las causas que me indujeron a utilizar el Sistema Operativo Linux. En este ensayo trato de identificar las facetas que uno puede encontrar en el estudio y aplicación de Algoritmos Genéticos Paralelos bajo Linux. Aunque el mundo en el que nos movemos es paralelo, y nuestra forma de vivir también los es, por ejemplo mientras escucho un tema musical, gusto de un dulce, y al mismo tiempo leo un libro, el arte de programar es tradicionalmente secuencial.

Para el inicio de este cometido, trataremos de introducirnos en este mundo maravilloso de la investigación, más precisamente en el área de la Inteligencia Artificial.

Bueno como ya sabemos, existe una elevada demanda de computadores rápidos y eficaces en muchas áreas científicas, técnicas, de recursos energéticos, médicas, militares, de inteligencia artificial y de investigación básica. En estas áreas de aplicaciones se efectúan con frecuencia computaciones a gran escala.

En la actualidad los computadores están invadiendo todos los campos del conocimiento. Cada vez más, los procesos industriales, científicos de todo tipo son controlados por los computadores, permitiendo que los hombres puedan dedicar a tareas más creativas. Para que exista esta situación de sustituir al hombre por la máquina sea eficaz, la máquina debe tener un tiempo de respuesta muy rápido, es decir poseer una gran capacidad de procesamiento de la información.

satelite en el espacio

Pero como los computadores de hoy pueden llegar a tener un alto grado de conciencia (capacidad de tratar conocimientos), pero están lejos de ser inteligentes. La inteligencia es difícil de crear; su procesamiento lo es aun más. Los computadores de hoy son muy rápidos y obedientes y disponen de muchas celdas de memoria confiables para el procesamiento de datos-información-conocimiento. Pero ninguno de los computadores existentes aun se puede considerar como un sistema pensante realmente inteligente. Los computadores son todavía incapaces de comunicarse con seres humanos utilizando formas naturales como lenguaje hablados o escritos. Estamos en una era en la que se promociona el uso de los computadores no solo para procesamiento convencional de datos-información, sino también para la construcción de sistemas factibles de conocimiento-inteligencia que hagan avanzar a la civilización humana.

satelites en el espacio
Por ejemplo, se vio en que una batería de satélites en el espacio exterior recoge un rango 10^10 bits por segundo, estos datos representan información del tiempo meteorológico, la polución, la agricultura y recursos naturales, para que esta información sea útil necesita ser procesada con una velocidad de al menos 1013 operaciones por segundo.

Otro ejemplo que vemos ahora, en un equipo de cirujanos se desea ver en un dispositivo especial una imagen tridimensional del cuerpo de un paciente en espera para la cirugía. Necesitan rotar la imagen para obtener una sección transversal de un órgano, observándolo en detalle y ejecutar una cirugía simulada, todo ello sin tocar al paciente, necesitarían una velocidad de procesamiento mínima de 1015 operaciones por segundo para realizar eficazmente dichos trabajos.

medico trabajando con computadoras
Estos ejemplos representan aplicaciones donde se necesitan computadores extremadamente rápidos, procesamiento de grandes volúmenes de datos en un pequeño margen de tiempo, necesidades de simulación y visualización de procesos más rápidos, como anteriormente mencionamos, para procesar grandes cantidades de datos o para permitir un gran número de cálculos muy rápidos se deben desarrollar métodos para la resolución de problemas de optimización.

Los incrementos en velocidad y fiabilidad de los dispositivos y las reducciones en el costo, tamaño físico del hardware han potenciado enormemente el rendimiento de los computadores. Sin embargo, el hecho de disponer de mejores dispositivos no es el único factor que contribuye a elevar el rendimiento.


Desde que Von Newmann propuso el concepto de programa almacenado, el diseño de un computador ha sido reconocido como algo más que un problema de organización hardware. Un sistema informático moderno es realmente una composición de elementos tales como procesadores, memorias, unidades funcionales, redes de interconexión, compiladores, sistemas operativos, dispositivos periféricos, canales de comunicación y bancos de bases de datos.

Para diseñar un sistema informático potente y de costo razonable, y para idear programas eficaces que resuelven un problema computacional, deben comprenderse previamente las estructuras hardware y software subyacentes y los algoritmos de computación que vayan a ser implementados en la maquina mediante lenguajes de programación orientados al usuario.

Las ideas para resolver problemas del mundo real, deben procurar enmarcarse en la idea del paralelismo, en el que la tarea se descompone en una serie de procesos, y que estos procesos se realicen simultáneamente, el tiempo que tardaría dicha tarea puede reducirse significativamente. Ya que la idea del paralelismo no es nuevo y ha adoptado muchas formas, pero para alcanzar una solución más razonable y eficaz sea ha tomado una metodología de la inteligencia artificial.

La evolución de la biología ha sido una fuente de inspiración para realizar este trabajo, en efecto la evolución de los algoritmos genéticos(AGs) es el método de búsqueda que se empleo, para un enorme número de posibles soluciones, y que a través de estos AGs se pudo emular la Teoría de Islas que mediante la selección natural de la competencia, la migración y la sucesión, se pueden proponer y construir AG Paralelos (AGPs) obteniendo así métodos de paralelización de un modo muy natural en el que la comunicación entre poblaciones de islas evolucionen paralelamente sobre un o mas PCs y así coadyuvar a mejorar las soluciones de los problemas.

Por lo tanto, en el moderno paradigma que queremos describir esta experiencia, la computación paralela se puede realizar en toda su potencia. Empleando los recursos del hardware y software debidamente, para que estos se comuniquen y actúen en la resolución estos problemas más rápidamente.

En un principio para desarrollar el paradigma que se había emprendido, fue la de tomar todos los recursos que se disponían en ese instante, para alcanzar dicho cometido en ese mundo fascinante de la investigación.

Entonces la investigación toma el rumbo de la investigación científica básica, o sea empleando teorías, experimentos y cálculos para resolver las computaciones numéricamente, pero estos cálculos numéricos ayudarían a sugerir nuevas teorías, así con el empleo de la ciencia experimental a través de la computación se pudo modelar procesos que en una primera instancia eran difíciles de obtenerlos, ya que no se contaba con supercomputadores (mainframes, etc) para tener una opción de mejorar la ejecución del paralelismo y realizar la experiencia de los AGPs, pero surgió la idea de utilizar la simulación de procesos paralelos o sea paralelizar.

Con el empleo de las PCs y las características que cada una de ellas poseían, se pensó en simular los procesos paralelos de los AGs y así se pudo emular las características de la teoría de islas, esta simulación de procesos por computador es mucho más barata con respecto a los supercomputadores que tienen un alto costo, además se puede obtener la rapidez aunque no como los supercomputadores, ya que, las posibilidades de cálculo en las PCs, solo estaban limitadas por la velocidad y la capacidad de memoria. pero ello lo veremos luego, con más detalle.

Sea recapitulado brevemente la introducción de AGPs que luego describiremos con detalle, existen muchas cosas más en el tapete, y estaré gustoso en desojar este conocimiento y la importancia del uso de este fascinante S.O. Linux.

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