SISTEMAS CONCURRENTES

T1 - Repaso de conceptos básicos de concurrencia: Procesos, hilos y estrategias de sincronización. Repaso a los conceptos de sistemas centralizados y distribuidos. Repaso al concepto de middleware.
T2 - Arquitecturas paralelas y distribuidas. Concepto de paralelismo y utilidad. Características de las arquitecturas y algoritmos paralelos y distribuidos.
T3 - Diseño de aplicaciones distribuidas: Cloud y Edge Computing.

T1 - Repaso de estándares, entornos de desarrollo y bibliotecas de concurrencia en sistemas centralizados y distribuidos.
T2 - Modelo de diseño software Cliente-Servidor: Desarrollo de aplicaciones distribuidas en entornos de Cloud y Edge Computing.
T3 - Concurrencia en aplicaciones móviles inteligentes. Tecnología Android. Diseño de un frontend móvil en entornos de Cloud Computing. Paradigma de interacción asíncrona.
T4 - Concurrencia en aplicaciones web. Web workers en Javascript. Diseño de un frontend web en entornos de Cloud Computing. Paradigma de interacción asíncrona.
T5 - Herramientas de programación paralela para GPUs (CUDA), ¿y multiplataforma (OpenCL).

T1 - Sistemas de comunicación en entornos de Robótica: Entorno de desarrollo y middleware ROS (Robotic Operating System).
T2 - Robótica colaborativa y Cloud Robotics. Sistemas de publicación/subscripción. Interacción con el ecosistema ROS a través de la Web.
T3 - Paralelismo y concurrencia en el ámbito de la Inteligencia Artificial, el Procesamiento de Señal y el Tratamiento de Imágenes: Aceleración de algoritmos mediante GPUs y en la Nube.
T4 - Otras aplicaciones: Bioinformática, Realidad Virtual y Aumentada, videojuegos o aplicaciones en el contexto cinematográfico, entre otros.

Demostración práctica en clase, por parte del docente, de uno o varios programas de ejemplo en Java y C# (plataforma .Net), para repasar los conceptos básicos de concurrencia: procesos, hilos y estrategias de sincronización en entornos centralizados y distribuidos. Propuesta de desarrollo de una pequeña aplicación Java a realizar de forma individual con el objetivo de practicar sin ser evaluable. (1 sesión: Total = 2 horas).

Demostración práctica en clase, por parte del docente, de cómo desarrollar un conjunto de servicios en la Nube usando Google App Engine y Cloud Endpoints, en lenguaje Java. Propuesta de desarrollo de un Endpoint de Google para almacenar y recuperar información en Google Cloud Platform (de forma individual o por grupos de un máximo de 3 estudiantes), y evaluación mediante demostración o informe de la solución planteada por el/los estudiante/s. (2 sesiones: Total = 4 horas).

Seminario práctico de programación en Android en Java. - Introducción a la pila de programación de Android. - Componentes fundamentales de una aplicación en Android. - Componentes para la interacción con el usuario: Activity e Intents. - Componentes para el procesamiento concurrente de la información en background: Services, tareas asíncronas y Broadcast Receivers. (1 sesión: Total = 2 horas).

Demostración práctica en clase, por parte del docente, de cómo diseñar e implementar una aplicación Android usando técnicas de concurrencia. Propuesta de desarrollo de una aplicación o videojuego para Android en Java a realizar (de forma individual o por grupos de un máximo de 3 estudiantes), y evaluación mediante demostración o informe de la solución planteada por el/los estudiante/s. (2 sesiones: Total = 4 horas).

Demostración práctica en clase, por parte del docente, de cómo implementar una aplicación Android que utiliza un cliente de Google App Engine para acceder a un Endpoint de Google para permitir la implementación de aplicaciones y videojuegos en red. Propuesta de desarrollo de la extensión de la aplicación o videojuego Android de la práctica anterior para que permita la interacción en red mediante Endpoints de Google (de forma individual o por grupos de un máximo de 3 estudiantes), y evaluación mediante demostración o informe de la solución planteada por el/los estudiante/s. (2 sesiones: Total = 4 horas).

Demostración práctica en clase, por parte del docente, de cómo diseñar e implementar una aplicación WEB usando HTML5 y Javascript utilizando multithreading. Demostración práctica en clase, por parte del docente, de cómo diseñar e implementar una aplicación WEB capaz de comunicarse con un Endpoint de Google usando las técnicas multithreading estudiadas para mejorar la eficiencia en el procesamiento de la información. Propuesta de desarrollo de una aplicación WEB usando HTML5 y Javascript que se comunique con un Endpoint de Google (de forma individual o por grupos de un máximo de 3 estudiantes), y evaluación mediante demostración o informe de la solución planteada por el/los estudiante/s. (2 sesiones: Total = 4 horas).

Demostración práctica en clase, por parte del docente, de aplicaciones capaces de aprovechar el paralelismo de los equipos usando CUDA (en el caso de GPUs de Nvidia), y de OpenCL. Propuesta de desarrollo de un programa sencillo que use OpenCL para resolver un problema (de forma individual o por grupos de un máximo de 3 estudiantes), y evaluación mediante demostración o informe de la solución planteada por el/los estudiante/s. (1 sesión: Total = 2 horas).

Seminario de introducción al entorno de desarrollo ROS. - Instalación de ROS. - Middleware. - Sistema distribuido de procesamiento de la información en la red: Topics y Services. - Simulación de robots en Gazebo-ROS. - Uso de paquetes existentes en el ecosistema ROS. - Diseño de paquetes propios en el ecosistema ROS. - Acceso al ecosistema ROS desde la Web. - Demostración de aplicaciones sencillas sobre un robot real terrestre y un drone real (modelo Parrot Ardrone). (1 sesión: Total = 2 horas).

Demostración práctica en clase, por parte del docente, de una aplicación ROS para controlar un robot móvil inteligente usando varios sensores, primero, en el entorno de simulación Gazebo-ROS y, posteriormente, en un robot terrestre real, a través de una aplicación WEB usando Rosbridge. Propuesta de desarrollo de una aplicación (de forma individual o por grupos de un máximo de 3 estudiantes), capaz de tele-operar y presentar la información percibida por un robot terrestre desde una aplicación WEB usando Rosbridge. La evaluación de dicha aplicación se llevará a cabo mediante demostración (en simulación y/o en un robot real), y/o informe de la solución planteada por el/los estudiante/s. (2 sesiones: Total = 4 horas).

Seminario de paralelismo en Machine Learning: - Introducción a la aplicación de técnicas de paralelismo para acelerar algoritmos de Machine Learning y Deep Learning. - Introducción a TensorFlow. - Instalación de TensorFlow con capacidad de ejecución en GPUs. - Entrenamiento y validación de una red neuronal profunda usando TensorFlow para reconocimiento de objetos. (1 sesión: Total = 2 horas).

Topic 1 - Review of concurrency basic concepts: Processes, threads and synchronization strategies. Review of centralized and distributed systems concepts. Review of middleware concept.
Topic 2 - Parallel and distributed architectures. Parallelism concept and its usefulness. Features of parallel and distributed architectures and algorithms.
Topic 3 - Distributed applications' design: Cloud and Edge Computing.

Topic 1 - Standards review, development environments and concurrency libraries in centralized and distributed systems.
Topic 2 - Client-Server model: Distributed applications' development in Cloud and Edge Computing environments.
Topic 3 - Concurrency in smartphone applications. Android technology. Designing a mobile frontend in Cloud Computing environments. Asynchronous interaction paradigm.
Topic 4 - Concurrency in Web applications. Web workers in JavaScript. Designing a web frontend in Cloud Computing environments. Asynchronous interaction paradigm.
Topic 5 - Parallel programming tools for GPU (CUDA), and multiplatform (OpenCL).

Topic 1 - Communication systems in Robotic environments: ROS (Robotic Operating System) framework and middleware.
Topic 2 - Collaborative Robotics and Cloud Robotics. Publication/Subscription systems. Interaction with the ROS ecosystem by using the Web.
Topic 3 - Parallelism and concurrency in Artificial Intelligence, Signal Processing and Images Processing: Acceleration of algorithms through GPUs and the Cloud.
Topic 4 - Other applications: Bioinformatics, Virtual and Augmented Reality, video-games or application in cinematography, among others.