Introducción a la supercomputación en el Perú

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La intención principal de este documento es proporcionar un punto de partida para facilitar información básica o introductoria, que permita generar en los lectores criterios mínimos para entender o involucrarse en procesos relacionados a computación de alto rendimiento. Teniendo en cuenta que en el Perú no existe material de consulta disponible que permita conocer el estado actual, experiencias, actores y primeros pasos para adentrarse en el mundo de la computación de alto desempeño. Presentación 9 Introducción 11 CAPÍTULO 1: Introducción a la supercomputación 15 1.1. Supercomputación o HPC 15 1.2. Supercomputadora o computador de alto rendimiento - HPC 17 1.3. Los FLOPS como medida de rendimiento de un computador 17 1.4. Conceptos básicos para entender la supercomputación 17 1.5. ¿En qué casos no es recomendable comprar una supercomputadora? 19 1.6. Algunas interrogantes para trabajar con supercomputadoras 20 1.7. Sistemas de alto rendimiento computacional 21 1.8. Capacidades a tener en cuenta en una supercomputadora 22 1.9. Historia de la supercomputación 23 1.10. International Business Machines (IBM) 29 1.11. El genio de Seymour Cray 34 1.12. Computadoras más veloces según el Top500 37 1.13. ¿Para qué usar una supercomputadora? 43 CAPÍTULO 2: Elementos de un sistema de alto rendimiento computacional: computadoras, sistema eléctrico, sistema de enfriamiento y otros complementos. 45 2.1. Equipamiento para alto rendimiento computacional 46 2.2. Sistema de refrigeración 77 2.3. Sistema eléctrico 81 2.4. Adecuaciones de ambiente 89 CAPÍTULO 3: Elementos de un sistema de alto rendimiento computacional: Software 91 3.1. Sistemas operativos 91 3.2. Software para gestión de supercomputadoras 95 3.3. Software para desarrollo de aplicaciones y cálculo numérico en supercomputadoras 100 3.4. APIs y Librerías 106 3.5. Software especializado 109 7 INTRODUCCIÓN A LA SUPERCOMPU ACIÓN EN EL PERÚ T CAPÍTULO 4: La Supercomputación en el mundo 115 4.1. La Supercomputación a noviembre del 2016 115 4.2. Supercomputación en Latinoamérica 123 4.3. Centros de alto rendimiento computacional en Latinoamérica 125 4.4. Expertos referentes de computación de alto rendimiento 139 CAPÍTULO 5: La Supercomputación en el Perú 144 5.1. Centros de alto rendimiento computacional en Perú 145 5.2. Centros de formación de recursos humanos en el Perú 153 5.3. Proyectos de investigación sobre computación de alto rendimiento 160 5.4. Expertos, investigadores y usuarios de supercomputación en el Perú 165 CAPÍTULO 6: Primeros pasos en programación para computación de alto rendimiento 177 6.1. Ejemplos para sistema operativo Windows 177 6.2. Ejemplos para sistema operativo Linux 192 CAPÍTULO 7: Agenda de proyectos del Instituto de Investigaciones de la Amazonía Peruana – IIAP relacionadas a computación de alto rendimiento 207 7.1 Fortalecimiento de infraestructura tecnológica para procesos de investigación del Instituto de Investigaciones de la Amazonía Peruana 207 7.2 Circulo de Investigación en computación de alto rendimiento, para el desarrollo de métodos y técnicas de minería de datos de gran escala como soporte en investigaciones en cambio climático 213 7.3 Evaluación del estado ecosistémico de los aguajales en Iquitos empleando imágenes de alta resolución, computación de alto rendimiento y procesamiento digital de imágenes, que facilite la conservación y uso sostenible de la biodiversidad en la Amazonía 215 7.4 Reconocimiento de patrones de hojas de plantas de importancia económica en imágenes digitales utilizando redes neuronales 218 7.5 Procesamiento de imágenes satelitáles para deforestación, monitoreo, tala ilegal, inundaciones, dinámica de ríos, sedimentación, cambio climático 218 7.6 Alcance del programa BIOINFO en proyectos relacionados con HPC 219 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 221 ANEXOS 229 ANEXO 01: Directorio de centros de alto rendimiento computacional de Sudamérica 230 ANEXO 02: Listado de las 100 primeras supercomputadoras del Top500 a noviembre del 2016 235 ANEXO 03: Acceso de usuarios al MANATI IIAP 241 ANEXO 04: Cálculo de FLOPS por computadora 243