Construcción y programación de un algoritmo paralelo para determinar el exponente de Hurst

Abstract

RESUMEN: El presente trabajo tiene por objeto construir programar un algoritmo computacional que calcule el exponente de Hurst en un ambiente de programación en paralelo. La importancia de este trabajo recae en el volumen de datos que se utilizan para el cálculo de dicho exponente. Existen herramientas computacionales que solucionan este problema, sin embargo cuando se requiere procesar un conjunto mayor a los sesenta mil datos, dichas aplicaciones tienen un bajo desempeño ya que el número de iteraciones que se tienen que realizar crece considerablemente y el proceso de las mismas se vuelve lento e inoperable. Debido a que estas aplicaciones corren en un ambiente “mono usuario” basadas en equipos de este mismo ambiente (como computadoras personales, portátiles y de escritorio), las operaciones las realiza un solo procesador, entonces se requiere de una computadora de muy alto desempeño en cuanto a capacidad de procesamiento, lo que implica un costo de inversión adicional en la adquisición de equipos de nueva tecnología. En el Centro de Innovación y Desarrollo Tecnológico en Cómputo del Instituto Politécnico Nacional (CIDETEC-IPN), se cuenta con un Cluster de computadoras de alto desempeño, que tiene como característica principal tener una red de alta velocidad interconectada a un número de computadoras en las cuales se pueden distribuir las operaciones en cada una de ellas y realizar el procesamiento de los datos en forma simultánea logrando el procesamiento en paralelo. La aplicación construida puede ejecutarse en este cluster, pues ha sido programada para que realice las operaciones en forma paralela. Como se mencionó anteriormente, cuando crece el número de datos a procesar, crece el número de iteraciones; la presente aplicación fue programada para que estas iteraciones puedan ser distribuidas en cada uno de los procesadores disponibles en el cluster, lo que permite entre otras cosas, disminuir considerablemente el tiempo de procesamiento y procesar el número de datos que sea necesario sin restricción alguna; por otro lado los resultados obtenidos pueden ser portables y/o compatibles ya que se genera un archivo en formato estándar, el cual puede ser consultado en cualquier aplicación que maneje formato de texto ASCII (American Standard Code for Information Interchange).

ABSTRACT: The present work intends constructing and programming a computer algorithm that calculates the Hurst’s exponent in a programming parallel environment. The importance of this work falls to the volume of data that are used for this exponent calculation. There are computer tools that allow solving this problem, nevertheless when a greater set to the sixty thousand data is required to process, these applications have a low performance since the number of iterations that must processing grows considerably and the process from their selves becomes slow and inoperable. Because these applications run in a “mono user” environment based on equipment of this same atmosphere (like personal, portables and desktops computers), operations are computing by a single processor, then it is required a high performance computer respecting to processing capacity, which implies a cost of additional investment in the acquisition of new technology equipments. In Center of Innovation and Technological Development in Computing of National Polytechnical Institute, is available a high performance cluster of computers, that it has as basic characteristics having a high speed interconnected network to a number of computers in which they are possible distributing operations in each of them and processing data in a simultaneous form obtaining parallel processing. Developed application can run in this cluster, because it has been programmed to carries out its operations in parallel environment. As previously it has mentioned, when the number of data to process grows, the number of iterations grows; present application was programmed for these iterations can be distributed in each one available processors in cluster, which allows things among others, to diminish considerably the time of processing and processing a necessary number of data without any restriction; by another way the obtained results can be portable and compatible since a file is generated in standard format, which can be opened in any application which handle ASCII (American Standard Code for Information Interchange) text format.