Olá caro leitor, depois de algum tempo de descanso volto novamente a tratar de um assunto que tem tido bastante interesse da comunidade que trabalha com computação de alto desempenho. Pois uma forma de conseguir o tão desejado alto desempenho em um programa é fazendo com que este utilize vários processadores durante sua execução, mas como foi dito no último artigo que escrevi ( Implementando Programas que Usam Vários Processadores ), essa não é uma tarefa tão simples! O escopo desse artigo traz algumas dicas de ferramentas necessárias para criar um programa que ao ser executado use vários processos e que esses processos comuniquem entre si.

Como foi discutido no artigo citado acima, uma forma de implementar a programação paralela é usando as bibliotecas de passagem de mensagens (MPI). Portanto, se o leitor quiser testar os programas exemplos que darei durante os próximos artigos será necessário instalar o MPI, como sou adepto da filosofia Open Source, aconselho que instale o Open MPI,( mas se estiver usando o Windows, instale o MPICH, Por sua conta e risco). Como de praxe, a instalação do Open MPI é simples, basta baixar o código fonte (código fonte), descompactar o arquivo, entrar na pasta criada pela descompactação usando o console ou um aplicativo similar e em seguida dar os comandos usais para compilação e instalação de pacotes (./configure em seguida make, e como superusuário dar o último comando, make install). O Open MPI necessita de que alguns pacotes estejam instalados; por exemplo, se você quiser escrever seus programas em Fortran, será necessário que tenha o fortran previamente instalado em sua máquina, essa mesma regra é válida para as outras linguagens que você queira escrever seus códigos, tais como C e C++. Outro pacote que o MPI usa e, portanto, deve estar instalado é o ssh, pois é a partir do ssh que é feita a comunicação entre os vários processos do programa em execução.

Vamos criar um programa simples para verificar se sua instalação foi bem sucedida, porém primeiramente vou falar de uma premissa básica sobre o MPI que é a Inicialização e a Finalização. Para se fazer referências ou chamadas à qualquer rotinas MPI, é necessário que o MPI seja inicializado e antes do término do programa principal o MPI deve ser finalizado. Para isso são definidas rotinas nas linguagens de programação, aqui vou usar o C como exemplo, porém o procedimento é o mesmo para outras linguagens (o que muda é sintaxe da chamada da rotina).

int MPI_Init( int *argc,  char ***argv); // inicialização do  MPI

//Blocos de códigos  MPI

int MPI_Finalize( ); // finalização do MPI

Esses parâmetros definidos na inicialização do MPI (argc e argv), são aqueles parâmetros recebidos tradicionalmente pela interface da linguagem C, portanto tais parâmetros devem ser passados para inicializar o MPI antes de sua utilização. O valor de retorno dessa chamada é um código de erro, sendo assim, ele indica possíveis erros durante a inicialização do MPI. Se não houve nenhum erro durante a inicialização, o valor de retorno será MPI_SUCCESS; caso haja algum tipo de erro os valores serão diferentes, porém não são especificados pelo MPI.  E assim como a inicialização, a finalização é feita pela rotina MPI_Finalize( ).

Para compreender o processo de  inicialização e finalização das rotinas MPI bem como testar se a sua instalação foi bem sucedida, copie o trecho do código seguinte em um arquivo sem formatação e salve-o com o nome NumProcesso.c em seguida compili-o. Obs. Ao copiar e colar tome cuidado com as aspas!

#include <stdio.h>
#include <mpi.h>

int main(int argc, char **argv){
int quantos, rank;
MPI_Init(&argc, &argv);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &quantos);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
printf(“Processo %d de %d rodando \n”, rank, quantos);

MPI_Finalize();

return 0;

}

Para compilar um arquivo usando MPI basta seguir o seguinte procedimento: usando o console, entre na pasta que se encontra o arquivo e em seguida dê o comando mpicc NumProcesso.c -o processos.exe (obs. a extensão *.exe é opcional, na verdade nem é necessário usar nenhum tipo de extensão). Se a compilação ocorreu tudo certo, execute o programa recém compilado assim: mpirun -np 4 processos.exe, aqui “-np 4″ é o numero de processos que será aberto durante a execução do programa, neste caso são quatro processos. Para evitar que a cada processo aberto ele peça a senha, configure o servidor ssh para autenticação sem senha.

P.S. O Próximo artigo será: Os conceitos em que as rotinas MPI são construídas. Nesse artigo será abordado processos,  mensagens,  comunicadores e tipos de dados.

ERRATA:

Olá leitores do TecnoSapiens, em algum ponto do artigo foi afirmado que a comunicação entre os processos era feita pelo ssh, porém o ssh é utilizado para disparar os daemons responsáveis por executar os processos MPI. Normalmente a comunicação propriamente dita das primitivas MPI_ …  é feita sem segurança.

Claudinei Caetano de Souza.

Desculpem-me todos pela demora em escrever algo novo, tentarei melhorar.

Em artigo anterior comentei sobre o modo como a legislação encara os veículos de comunicação social, citando principalmente o caso emblemático da televisão aberta. Agora gostaria de trazer um pouco de discussão para esse mundo novo que tem modificado tanto o estilo de vida das pessoas nos últimos tempos, a Internet.

Duas diferenças básicas entre Internet e Televisão (juntamente com Rádio) estão na produção de conteúdo e no alcance. Hoje em dia a produção de conteúdo on-line se tornou bastante acessível, sendo possível veicular todo tipo de mídia (texto, foto, som, vídeo, etc) e todo tipo de “estilo” (ficção, prosa, verso, jornalístico, documentário, música, etc), enquanto no caso dos veículos tradicionais, a produção de conteúdo acaba ficando restrita a grupos comerciais que possuem dinheiro para bancar produção, equipamento e transmissão. Outra diferença está no alcance, o alcance em Tv e Rádio está restrito à escala de transmissão das emissoras, ficando mais caro cada vez que se aumenta essa escala, já o alcance de conteúdo on-line é quase ilimitado: sendo a Internet uma rede de redes interligadas onde todo o conteúdo em princípio fica disponível a todos que acessam essa rede, então esse conteúdo pode ser acessado de quase todos o lugares do Mundo (comentário sobre isso abaixo).
Essa facilidade de veiculação e maior alcance proporcionam uma variedade enorme de opções de conteúdos via Internet, em contraste com os poucos canais de Tv aberta e emissoras de rádio, estes além de estarem em número reduzido, dificilmente se modificam, ocupando décadas a fio as freqüências nos espectros eletromagnéticos de transmissão.

Dessa forma, podemos enxergar a Internet como potencialmente revolucionária no que diz respeito à Comunicação Social. E essa Comunicação possui escala bem mais ampla, escala global. Digo potencialmente porque ainda não temos essa rede global tão difundida quanto imaginamos, ainda existe toda uma camada da população brasileira que não costuma acessar à rede, além disso, existe uma certa barreira que impede um uso efetivo dos recursos de Internet, essa barreira passa por uma questão educacional e pela predisposição do meio para que a pessoa se interesse em buscar coisas diferentes daquilo que está acostumada nos veículos tradicionais de comunicação (grandes jornais, grandes emissoras, grandes rádios, etc).

Vislumbro um futuro próximo com várias possibilidades para a comunicação entre as pessoas via Internet, existem desde possibilidades pessimistas, onde os mesmos que controlam hoje os meios tradicionais continuarão a controlar a criação e veiculação de conteúdo da rede (próximo do que é hoje), até possibilidades de real globalização cultural, de forma que todos estejam em pé de igualdade com todos, não existindo controles centralizadores que esmagam a iniciativa de grupos minoritários sem tanta expressão econômica (possibilidade remota). No fim, acho que essa rede vai acabar atingindo seu ótimo num nível intermediário entre esses, pelo menos dentro do sistema que convivemos, de fato é importante para a democratização da produção cultural a utilização de seus recursos e acredito que talvez esse site, sendo um blog como é, possa ajudar a construir isso, ou assim espero.

No primeiro episódio desta série (que por pouco não foi cancelada pelos produtores) falei um pouco sobre as civilizações antigas e seus calendários. Hoje vou falar dos primeiros relógios inventados pelos homens.

Os antigos calendários também serviam para medir e indicar a passagem do tempo. Entretanto, em algumas civilizações o “formalismo” religioso aliado ao crescimento da burocracia e das atividades sociais, levaram à necessidade de uma maior organização e de uma melhor medição do tempo. Essas necessidades não poderiam ser alcançadas por uma medição de tempo que utilizasse os fenômenos naturais, tais como o ciclo dos dias e noites e o ciclo lunar, como base para o cálculo de intervalos de tempo. Dessa forma o ser humano foi obrigado a criar instrumentos que permitissem a medição de intervalos de tempo menores.

Como vimos anteriormente, os Sumérios já detinham avançados e precisos meios de medição do tempo, mas sua cultura acabou se perdendo e a medição do tempo só foi “aprimorada” novamente com a civilização Egípcia. Os egípcios, por volta de 3500 anos antes de Cristo (a.C.) construíram um dos mais antigos relógios de Sol dos quais se tem conhecimento. Este relógio, na verdade, era um obelisco e permitia, inicialmente, dividir o dia em duas partes: manhã e tarde. Posteriormente, os egípcios aprimoraram o seu relógio solar incluindo marcas ao redor da base do obelisco que permitiram medir intervalos de tempo menores. Atualmente, este obelisco, conhecido como obelisco de Luxor, se encontra em Paris:

Outro relógio solar egípcio, inventado por volta de 1500 a.C., possivelmente foi o primeiro relógio portátil inventado. Este relógio dividia a parte diurna (quando o Sol está visível) do dia em 10 partes com duas “horas crepusculares” de manhã e à tarde. Uma exemplo deste relógio – conhecido como relógio de sombra, pode ser visto na figura abaixo:

A barra superior deste relógio sempre ficava voltada para o Sol (assim, ao meio-dia a posição do relógio era invertida), e o tempo era medido pela sombra nas marcas feitas na barra inferior. Os relógios deste tipo ainda foram utilizados pelos egípcios até o início do século XX, e a figura abaixo exibe um destes relógios e a sombra provocada pela iluminação:

Mas, e como os Egípcios fizeram para medir o tempo à noite, quando não havia um Sol para iluminar seus relógios?

Saiba mais em nosso próximo episódio….
(Hein, se você leu o artigo até aqui, que tal comentar? Preciso saber o que tenho que melhorar…. )

É com muito orgulho que trago aos leitores do TecnoSapiens um pequeno texto escrito por mim e pela Sandra Fagionato-Ruffino. Produzimos este texto como um trabalho de uma disciplina que cursamos juntos. Leia e diga o que achou.

Ciência e Tecnologia: vilãs, heroínas ou algo mais?

Um seriado japonês da década de 70 dizia, em sua abertura: “Planeta: Terra. Cidade: Tóquio. Como em todas as metrópoles deste planeta, Tóquio se acha hoje em desvantagem em sua luta contra o maior inimigo do homem: a poluição. E, apesar dos esforços das autoridades de todo o mundo, pode chegar um dia em que a terra, o ar e as águas venham a se tornar letais para toda e qualquer forma de vida. Quem poderá intervir? Spectreman!!!”

Para reavivar a memória dos mais velhos e esclarecer um pouco as coisas para os mais novos, este seriado conta a história de um andróide alienígena que é enviado para a Terra com a missão de nos proteger de um cientista extra-terrestre – o malévolo Dr. Gori, e seu ajudante – o não tão inteligente Karas. O Dr. Gori (uma espécie de homem-macaco), quando chegou ao nosso planeta se assustou com a destruição que os seres humanos estavam provocando em seu ambiente, explorando os recursos naturais e comprometendo o ecossistema em que viviam. Após esta constatação, Dr. Gori resolveu dominar o planeta e transformá-lo em seu paraíso particular.

Para impedí-lo, os Dominantes (uma espécie de ONU interplanetária) enviam o Spectreman. Um fato curioso é que o Dr. Gori utilizava como matéria-prima para a maioria de seus monstros a própria poluição!!!

Esse seriado era ou não era um profeta do nosso tempo?

A ficção da década de 70 está mais atual do que nunca. Precisa apenas de uma melhor contextualização, pois a poluição também entrou na globalização e o mundo não está conectado apenas pela Internet. Hoje a poluição ameaça não apenas Tóquio e as grandes metrópoles do planeta. Até mesmo a pacata e pequena cidade de Borá, – Estado de São Paulo, está em perigo, pois o efeito estufa está em todos os lugares.

A poluição que ameaçava Tóquio advinha do gigantesco crescimento econômico e industrial pós-guerra do Japão. Crescimento impulsionado, em partes, pela ciência e tecnologia. Esta mesma ciência e tecnologia que hoje nos presenteia, com cada vez mais novidades: celulares, computadores, brinquedos, fogões, fornos, carros (com som, alarme, vidro e trava elétrica, DVD…) entre outros. Novidades que enchem os olhos, esvaziam os bolsos e distanciam os seres humanos.

A ciência – que não é candidata a nenhum cargo nestas eleições, vai mais longe, nos prometendo um futuro cada vez melhor: clonagens, alimentos transgênicos, manipulação do código genético, computadores qüânticos e assim vai….

Vivemos um momento de êxtase científico e tecnológico em que não conseguimos identificar novos perigos. Mas, talvez o leitor se pergunte: que outros perigos poderiam nos ameaçar?

Os monstros criados pelo Dr. Gori são uma metafóra à ameaça que a poluição representa para a humanidade, ameaça cada vez mais contundente e real. E por falar em monstros, certa vez, li que é preciso cuidar para que a partir da ciência e tecnologia não criemos um monstro, tal qual o de Frankenstein, que se volte contra o criador. E neste sentido te pergunto, amigo leitor será que já não geramos alguns monstros????

Tomemos como exemplo a questão da fertilização in vitro, que de um lado permitiu – pelo menos aos que podem pagar – a reversão da impossibilidade de procriação, e por outro lado fez-nos alarmar sobre as conseqüências éticas, sócio-culturais, biológicas e psicológicas: qual o destino dos embriões fecundados e não utilizados para concepção? Jogar no lixo? Utilizar em pesquisas genéticas? Comercializar? Doar para outros casais?

No seriado tínhamos um herói para nos proteger. Será que hoje não precisamos de um novo paladino para nos alertar e proteger dos perigos que nos espreitam nos anos vindouros?

Serão a ciência e a tecnologia nossas heroínas que a cada dia buscam novas formas de reverter a situação na qual nos encontramos, como por exemplo, utilizar nossos próprios resíduos como matéria-prima (reciclagem de resíduos sólidos, reuso da água, uso de biogás)? Ou serão as mensageiras da destruição?

Aquilo que ameaça também pode proteger? Hein, o que você me diz?

Tem gente que costuma desprestigiar as histórias de ficção científica por achá-las muito cheias de extrapolações. Quem pensa assim não percebe que é justamente essa a idéia básica desse gênero literário que tem fascinado leitores há aproximadamente três séculos.

Oficialmente, a primeira obra de ficção científica é o romance Frankenstein (1816), da inglesa Mary Shelley. Contudo, extra-oficialmente, há quem afirme que o francês Voltaire, com seu Micrômegas (1752), foi quem alocou a pedra fundamental do gênero. Mas isso são detalhes de pouca relevância, pois sabe-se que na literatura não existe essa coisa de pedras fundamentais, novidades absolutas etc. O que existe é um processo natural de diálogo entre gêneros e estéticas que desembocam em obras com novas facetas, obras que, sob as análises de teóricos da literatura, adquirem rótulos para efeito de melhor organização em estudos.

O escritor de ficção científica Isaac Asimov

Voltemo-nos, entretanto, ao trabalho de um autor que dedicou toda sua vida à ficção científica: Isaac Asimov (1920-1992). Russo naturalizado norte-americano, Asimov editou aproximadamente quinhentos livros, entre obras de sua autoria e apresentações de textos de outrem. Além de elaborar narrativas próprias, o autor buscou estabelecer uma teoria crítica sobre a ficção científica. Fê-lo em artigos esparsos que publicava em introduções de livros ou correspondências com amigos e leitores, acabando por reunir tais artigos no volume No mundo da ficção científica, livro de referência sobre o gênero.

No mundo da ficção científica foi publicado pela primeira vez no Brasil em 1984, pela editora Francisco Alves, com tradução de Thomas Newlands Neto. A compilação contém textos que abarcam as várias facetas dessa vereda narrativa através de linguagem bastante acessível, em prosa fluida, com o autor utilizando a primeira pessoa no desenvolvimento de cada tópico, escrevendo sem tensões lingüísticas. Trata-se de um verdadeiro manual de ficção científica que viaja por entre os meandros concernentes ao assunto, analisando seus maiores autores, os personagens mais marcantes, os temas mais recorrentes, questões de etimologia e por aí vai.

A partir da leitura de No mundo da ficção científica, passamos a entender o caminho percorrido por esse gênero e o porquê de ele exercer tamanho fascínio em milhões de pessoas.

Olá, bom dia. Seja bem-vind@!

Hoje inicio minha série sobre o tempo e a medição do tempo ao longo da aventura humana na Terra. Começarei falando de coisas velhas: os calendário das civilizações antigas. Espero que vocês gostem e comentem, para saber o que devo melhorar para as próximas edições.

As técnicas de medida de intervalo de tempo geralmente fazem uso de fenômenos repetitivos (naturais ou artificiais) como fundamento – existem outras maneiras, que detalharei em outros artigos. Antigamente, antes mesmo da invenção da escrita, a humanidade não detinha conhecimentos, técnicas ou tecnologias que permitissem a construção de artefatos que os auxiliassem na medição do intervalo de tempo. Então eles tinham que recorrer aos fenômenos naturais. Dentre estes fenômenos os mais utilizados foram os movimentos dos corpos celestes.

Os corpos celestes (como o Sol, a Lua, os planetas e as estrelas) forneceram aos povos antigos uma referência para que fossem feitas medidas da passagem do tempo. As civilizações antigas utilizaram os movimentos aparentes destes corpos celestes para determinar as estações do ano, os meses e os anos.

Para você ter idéia da antiguidade dessas técnicas de medição de tempo que envolvem a observação dos corpos celestes, há cerca de 20.000 anos, os caçadores faziam medição de tempo contando os dias entre as fases da Lua, por meio de marcações em gravetos e ossos. Essa forma de marcação é semelhante àquela que vemos em alguns filmes de prisões, em que os presos riscam a parede para contar os dias de reclusão.

Pouco se sabe sobre os detalhes da medição do tempo (na verdade o intervalo de tempo é a grandeza medida) que era feita nos tempos pré-históricos, mas as descobertas arqueológicas indicam que em todas as civilizações antigas algumas pessoas estavam preocupadas com a medição do tempo, seja por motivos religiosos, agrícolas ou de estudo dos fenômenos celestes (uma forma antiga de astronomia).

Essas observações celestes permitiram a elaboração de calendários. Destes calendários, os mais comuns são os lunares e os solares. Os calendários solares são aqueles que indicam a posição da Terra em seu movimento de rotação ao redor do Sol ou, de maneira equivalente, a posição aparente do Sol movendo-se no céu. Já os calendários lunares são baseados nos ciclos das fases da Lua no céu.

Nestas épocas antigas os calendários estavam intimamente relacionados com religiões e crenças e também às observações astronômicas. Evidências dessa associação podem ser encontradas em Stonehenge, que foi construído por volta de quatro mil anos antes de Cristo e que está cuidadosamente alinhado para marcar o momento do solstício de verão, que é o dia mais longo do ano, além de permitir o estudo de eclipses lunares e outros eventos celestiais.

Os Sumérios – uma civilização mesopotâmica, também elaboraram um calendário, que dividia o ano em 12 meses de 30 dias, sendo que os dias eram divididos em 12 períodos (que equivalem a duas horas), e dividiam cada um destes períodos em 30 partes (aproximadamente 4 minutos). Considerando que a civilização suméria floresceu entre 5.300 e 2.000 anos antes de Cristo, a precisão de seu calendário é impressionante. Impressiona, também, a quantidade de tecnologias associadas a esta civilização: a roda, a escrita cuneiforme, aritmética e geometria, sistemas de irrigação, barcos, bronze, couro, serras, formões, martelos, cintas, bocados, pregos, pinos, anéis, machados, facas, lanças, setas, espadas, colagem, punhais, sacos, chicotes de fios, armaduras, carruagens de guerra, sandálias e arpões.

Além de toda esta tecnologia, os Sumérios foram o primeiro povo a morar em cidades e o seu sistema de numeração (de base 60) está na origem tanto dos “60 minutos em uma hora” quanto na fundamentação de alguns conhecimentos geométricos, tais como: a) um círculo possui 360 graus; b) um grau possui 60 arcos de um minuto; e c) cada arco de minuto possui 60 arcos de um segundo.

Os Egípcios também elaboraram um sofisticado calendário que, inicialmente, utilizava os ciclos das fases da Lua e que depois passou a utilizar o movimento da estrela Sirius, que passa próxima ao Sol a cada 365 dias, na mesma época em que a inundação anual do Nilo têm início. A partir destes conhecimentos, eles desenvolveram um calendário de 365 dias por volta de 3100 anos antes de Cristo. É importante destacar que os Egípcios alcançaram esta precisão em seu calendário em decorrência, principalmente, de sua localização geográfica (próxima à linha do Equador).

Maias e Babilônios, também elaboraram calendários: os Maias possuíam um calendário de 365 dias e os Babilônios um calendário de 354 dias. Os registros dos calendários Maias indicam que eles acreditavam que o mundo havia sido criado por volta de 3150 antes de Cristo. Além disso, os calendários Maias foram incorporados pelos Astecas à “Pedra do Sol”, também conhecida como calendário Asteca.

Com o passar do tempo foi necessário melhorar a medição do tempo e, além das observações celestes, o homem passou a buscar maneiras para medir um intervalo de tempo cada vez menor e com maior precisão. Foi assim que surgiram os relógios, que tanto nos controlam e oprimem atualmente.

Para saber mais sobre os primeiros tipos de relógios construídos, volte aqui na semana que vem.

Ei, você!! Responda rápido: o que é o tempo?

Pergunta difícil não é mesmo? É… mesmo tendo feito um curso de Física não consigo pensar em uma boa resposta para ela. Como disse Santo Agostinho, que além de santo foi um grande filósofo:

Se ninguém me perguntar eu sei, porém, se quiser explicar a quem me perguntar, já não sei.

Independente do que seja o tempo, é importante saber que neste mundo, há tempo para tudo:

Debaixo do céu há momento para tudo, e tempo certo para cada coisa:

Tempo para nascer e tempo para morrer. Tempo para plantar e tempo para arrancar a planta. Tempo para matar e tempo para construir. Tempo para chorar e tempo para rir. Tempo para gemer e tempo para bailar. Tempo para atirar pedras e tempo para recolher pedras. Tempo para abraçar e tempo para se separar. Tempo para guardar e tempo para jogar fora. Tempo para rasgar e tempo para costurar. Tempo para calar e tempo para odiar. Tempo para a guerra e tempo para a paz. (Eclesiastes 3, v.1-8).

Após este breve momento de reflexão, e sabendo que definir o que é o tempo não se constitui em uma tarefa simples, vou me concentrar em um aspecto mais prático: a medição do tempo.

Atualmente a medição do tempo (ou melhor dizendo, a medição de intervalos de tempo) pode ser feita  desde um muito curto a um muito longo. Podemos, por meio das mais diversas técnicas e fazendo uso de tecnologias sofisticadas, medir intervalos de tempo que vão desde 1 picossegundo (um trilionésimo de segundo) – o menor período que pode ser medido com exatidão, até o impensável intervalo de tempo que corresponde à idade provável do universo (desde o Big Bang): de 10 a 15 bilhões de anos.

Entretanto, como a humanidade mediu o tempo ao longo de sua história? Quais as técnicas, a ciência e as tecnologias utilizadas?

Com o objetivo de tentar responder a estas questões escreverei uma série especial de artigos. Ficou interessado? (espero que sim). Então, anote na sua agenda:

Estréia: terça-feira, 16 de setembro de 2008.