Entorno de resolución de problemas

El Entorno de Resolución de Problemas (PSE) se lanzó unos años después de Fortran y Algol 60. Se creía que este sistema con lenguaje de alto nivel provocaría la desaparición de los programadores profesionales. Sin embargo, sorprendentemente, el PSE fue bien recibido e incluso científicos lo utilizaron para escribir programas. ^{[ 2 ]}

El Entorno de Resolución de Problemas para la Computación Científica Paralela se introdujo en 1960, siendo esta la primera Colección Organizada con una estandarización menor. ^{[ 2 ]} En 1970, PSE se investigó inicialmente para proporcionar un lenguaje de programación de alta clase en lugar de Fortran, y también surgieron los Paquetes de Trazado de Bibliotecas. El desarrollo de las Bibliotecas continuó, y se introdujo la aparición de Paquetes Computacionales y Sistemas Gráficos, que es la visualización de datos . Para la década de 1990, el hipertexto y el clic habían avanzado hacia la interoperabilidad . Más adelante, finalmente existió una industria de "componentes de software". ^{[ 2 ]}

A lo largo de las últimas décadas, se han desarrollado muchos PSE para resolver problemas y también para dar soporte a usuarios de diferentes categorías, incluyendo educación, programación general, aprendizaje de software CSE, ejecución de trabajos y computación en la nube / Grid .

El software de shell GOSPEL es un ejemplo de cómo se puede diseñar un PSE para el modelado EHL utilizando un recurso de Grid. Con el PSE, se puede visualizar el progreso de la optimización, así como interactuar con otras simulaciones. ^{[ 3 ]}

El PSE paraleliza e integra numerosos cálculos numéricos individuales en un código de optimización serial industrial. Está construido con el paquete IRIS Explorer de NAG para resolver problemas de EHL y paralelismo , y puede utilizar las bibliotecas gViz para gestionar toda la comunicación entre el PSE y la simulación. También utiliza MPI —parte de las bibliotecas de NAG—, lo que proporciona soluciones significativamente más rápidas y eficientes al combinar los niveles máximos de continuación. ^{[ 3 ]}

Además, el sistema está diseñado para permitir a los usuarios dirigir las simulaciones mediante la visualización de los resultados. Un ejemplo es el uso de mínimos locales o la superposición de detalles adicionales al entrar y salir de la simulación, y puede visualizar la información que se produce en cualquier punto crítico y, al mismo tiempo, permitir dirigir la simulación. ^{[ 4 ]}

Los PSE requieren recursos informáticos sustanciales. La portabilidad de estos entornos a dispositivos móviles presenta desafíos técnicos para los desarrolladores. ^{[ 5 ]}

La computación en malla se considera una solución a los problemas de recuperación de PSE para dispositivos móviles. Esto es posible gracias a un "Servicio de Intermediación". Este servicio se inicia mediante un dispositivo que envía la información necesaria para que el PSE resuelva la tarea. El servicio de intermediación divide esta información en subtareas y la distribuye a varios dispositivos subordinados que las ejecutan. ^{[ 5 ]} La intermediación requiere un Repositorio de Agentes Activos (AAR) y una Tabla de Asignación de Tareas (TAT) que gestionan las subtareas. Un Servidor Keep-Alive se encarga de la comunicación entre el servicio de intermediación y los dispositivos subordinados. El Servidor Keep-Alive depende de una aplicación cliente ligera instalada en los dispositivos móviles participantes.

La seguridad, la transparencia y la fiabilidad son cuestiones que pueden surgir al utilizar la red para PSE basados ​​en dispositivos móviles. ^{[ 5 ]}

Se está produciendo una revolución en el aprendizaje en red y el e-learning para la educación, pero resulta muy difícil recopilar datos educativos y de las actividades de los estudiantes. TSUNA-TASTE, desarrollado por T. Teramoto, una empresa de educación superior, apoya los procesos de aprendizaje y educación. Este sistema puede generar un nuevo concepto de e-learning al brindar apoyo a docentes y estudiantes en la educación relacionada con la informática. Consta de cuatro partes: agentes de estudiantes, un servidor de apoyo educativo, un sistema de base de datos y un servidor web . Este sistema facilita el e-learning, ya que la información se almacena y recopila con mayor rapidez para estudiantes y docentes.

El soporte para la generación de programas paralelos asistido por computadora (P-NCAS), un PSE, crea una nueva forma de reducir la complejidad de la programación. Este programa puede evitar o reducir la probabilidad de fallos en grandes programas informáticos, lo que limita la incertidumbre y los accidentes graves. Además, los problemas de ecuaciones diferenciales parciales (EDP) pueden resolverse mediante programas paralelos generados por P-NCAS. P-NCAS emplea el método de Programa Único con Múltiples Datos (SPMD) y utiliza un método de descomposición para la paralelización. Esto permite a los usuarios de P-NCAS introducir problemas descritos por EDP, algoritmos y esquemas de discretización, etc., y visualizar y editar todos los detalles mediante ventanas de edición. Finalmente, P-NCAS genera el programa paralelo en lenguaje C e incluye documentación que muestra la información introducida inicialmente. ^{[ 5 ]}

La arquitectura de PSE Park hace hincapié en la flexibilidad y la extensibilidad . Estas características la convierten en una plataforma atractiva para usuarios con distintos niveles de experiencia, desde principiantes hasta desarrolladores.

PSE Park proporciona estas funcionalidades a través de su repositorio de funciones. El repositorio contiene los módulos necesarios para construir PSE. Algunos de los módulos más básicos, llamados Cores, sirven como base para los PSE. Los programadores tienen acceso a módulos más complejos. Los usuarios acceden a PSE Park mediante una consola vinculada a la de los programadores. Una vez registrado, el usuario tiene acceso al repositorio. Un servidor PIPE actúa como intermediario entre el usuario y PSE Park. Este servidor otorga acceso a los módulos y construye los PSE con las funciones seleccionadas.

Los desarrolladores pueden crear funciones, o incluso PSE completos, para incluirlos en el repositorio. Tanto los usuarios principiantes como los expertos pueden acceder a estos PSE predefinidos para sus propios fines. Dada esta arquitectura, PSE Park requiere un entorno de computación en la nube para soportar el enorme intercambio de datos que se produce durante el uso y el desarrollo de los PSE.

El servidor PIPE se diferencia de otros servidores en la forma en que gestiona los resultados intermedios. Dado que actúa como mediador en un meta-PSE, cualquier resultado o variable generada por un módulo principal se recupera como variable global para ser utilizada por el siguiente módulo. El usuario define la secuencia o jerarquía. De esta forma, las variables con el mismo nombre se actualizan al nuevo conjunto de variables.

Otra característica importante del servidor PIPE es que ejecuta cada módulo o núcleo de forma independiente. Esto significa que el lenguaje de cada módulo no tiene por qué ser el mismo que el de los demás en el PSE. Los módulos se implementan según la jerarquía definida. Esta característica ofrece una enorme flexibilidad a desarrolladores y usuarios con diferentes niveles de experiencia en programación. El formato modular también permite ampliar y modificar fácilmente los PSE existentes.

Para registrarse, un núcleo debe estar completamente definido. Las definiciones de entrada y salida permiten al servidor PIPE determinar la compatibilidad con otros núcleos y módulos. Cualquier falta de definición es señalada por el servidor PIPE como incompatibilidad.

El motor de registro gestiona todos los núcleos que pueden utilizarse en PSE Park. También se crea un historial de uso. Se puede desarrollar un mapa de núcleos para ayudar a los usuarios a comprender mejor un núcleo o módulo. La consola es la interfaz principal de los usuarios con PSE Park. Es altamente visual y diagramática, lo que permite a los usuarios comprender mejor las conexiones entre módulos y núcleos de los PSE en los que trabajan.