El curso

Barcelona Supercomputing Center

Del 15 de enero hasta el 14 de mayo 2022

El curso de Supercomputación del programa Locos por la ciencia de la Fundación Catalunya La Pedrera es un curso desarrollado por el Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputación (BSC) orientado a estudiantes de 1º de bachillerato con vocación científica interesados ​​en carreras STEM (de las siglas en inglés Science, Technology, Engineering, Mathematics). Este curso surge con la idea de dar a conocer el entorno multidisciplinar que ofrece la supercomputación donde confluyen disciplinas diferentes para resolver todo tipo de problemas. El objetivo principal de este curso es el de fomentar las vocaciones científicas y promover el conocimiento y la educación de excelencia de los jóvenes de Cataluña.

Las inscripciones al curso de Locos por la Supercomputación estarán abiertas del 15 de septiembre al 25 de octubre de 2021 y entre todos los inscritos se seleccionarán 25 estudiantes de 1º bachillerato que participarán en la 4ª edición del curso, dentro de la 10ª edición del programa locos por la ciencia que tendrá lugar el 2022.

El curso se impartirá durante diferentes sábados del 15 de enero de 2022 al 14 de mayo de 2022 en las instalaciones del Barcelona Supercomputing Center.

Durante las 15 sesiones teórico-prácticas (más la clausura) los estudiantes conocerán de cerca qué son y cómo funcionan los superordenadores y diferentes tipos de investigación que se puede llevar a cabo utilizando la supercomputación. También se les introducirá en las tecnologías de frontera del mundo de la informática, como la Inteligencia Artificial y la Computación Cuántica.

Para participar en este curso es necesario que los estudiantes lleven un ordenador portátil a las sesiones.

En el curso se tratarán los siguientes ámbitos:

  • Introducción a la supercomputación
  • Matemáticas para la supercomputación
  • simulaciones
  • Inteligencia artificial
  • Estudio del Cambio climático
  • Computación cuántica
  • Biología computacional
  • Blockchain
  • Ciudades sostenibles

 

Objetivos específicos del curso


Entorno a los estudios académicos

  • Fomentar entre los jóvenes las vocaciones científicas vinculadas a la supercomputación en particular y la informática en general, como objeto de estudio y como herramienta para la búsqueda.
  • Ofrecer la oportunidad de que su trabajo de investigación de bachillerato esté autorizado por un centro de investigación de referencia.

Entorno a la investigación

  • Concienciar a los estudiantes en la importancia de la supercomputación en diferentes áreas de la investigación: la supercomputación es el tercer pilar de la ciencia y la ingeniería.
  • Conocer el funcionamiento de los centros de investigación vinculados con la supercomputación.
  • Poner en valor la multidisciplinariedad y la tecnología como piezas necesarias para el progreso del conocimiento.


Entorno a la supercomputación

  • Aprender que la supercomputación es una herramienta necesaria en diferentes disciplinas científicas.
  • Comprender la diferencia entre la investigación básica y la investigación aplicada en supercomputación.

Sesiones 2022

Módulo 1 - Introdución a la supercomputación
Sesión 1. ¿Qué es un superordenador?​

Día: Sábado 15 de enero

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Sesión online

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Sesión a cargo de: Sergi Girona

Idioma: Catalán

Para comenzar el Locos por la Supercomputación, los estudiantes aprenderán qué es un superordenador, cuales son las partes necesarias para que funcione, cuales son las diferencias y también las similitudes con un ordenador de sobremesa, qué hace que sean tan rápidos y necesarios para la investigación científica. La sesión constará de una introducción a la supercomputación y de una visita completa a MareNostrum y a las instalaciones que hacen posible que funcione.

Sesión 2. Paralelismo​

Día: Sábado 22 de enero

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31 y online

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán

En esta sesión veremos los detalles que son necesarios para aprovechar la ejecución paralela en los supercomputadores. Cada problema que queremos resolver en paralelo tiene sus particularidades y dificultades. Además, en un supercomputador tenemos que aprovechar el paralelismo dentro de cada ordenador (nodo) y entre ellos. Veremos qué mecanismos tenemos que utilizar para conseguir una coordinación eficiente de las diferentes tareas de les aplicaciones, bien si se ejecutan localmente en el mismo nodo o en otro nodo remoto. Los problemas que vamos resolviendo se presentarán también con ejemplos de código real. La sesión incluirá la presentación de los conceptos básicos del entorno de ejecución de aplicaciones (GNU/Linux y bibliotecas de apoyo), y ejecuciones de aplicaciones paralelas sencillas en un sistema real con la extracción y análisis de trazas con las herramientas Extrae y Paraver desarrolladas al BSC.

Módulo 2 - Matemáticas para la supercomputación
Sesión 3. Simulando el paso del tiempo en un laboratorio virtual​

Día: Sábado 29 de enero

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Sesión online

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán

Los científicos sueñan con reproducir la evolución temporal de fenómenos físicos reales mediante simulaciones por ordenador. Veremos cómo las matemáticas proporcionan diferentes métodos para representar el paso del tiempo y cómo se utilizan en los supercomputadores.

Módulo 3 - Cómo hacer una simulación
Sesión 4. ¿Por qué los aviones vuelan y los coches no?​

Día: Sábado 5 de febrero

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán y Castellano

¿Por qué los aviones vuelan y los coches no? Cada vez más los procesos de ingeniería se simulan en superordenadores, tanto en el terreno de la investigación como en el de la industria. Entre los procesos que se simulan hay de ingeniería aeronáutica y automotriz, de biomecánica (osos, sistema cardiovascular, sistema respiratorio), sobre energía (eólica, solar, nuclear, petrolera), etc. En estas sesiones explicaremos cómo se desarrollan los programas de simulación, haciendo énfasis en la supercomputación, que ha permitido simular problemas impensables hace tan solo 10 años.

Sesión 5. Simular la Tierra

Día: Sábado 12 de febrero

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán

El interior de la Tierra, aunque parezca una roca redonda y aburrida, es todavía un gran desconocido para la mayoría de nosotros. De tanto en tanto, nos sorprende con grandes demostraciones de fuerza, como terremotos y volcanes, que nos permiten intuir que puede ser allí dentro las cosas no son tan tranquilas como esperábamos... Mediante física, matemáticas y superordenadores podemos aprender a descubrir sus propiedades y entender cómo funciona.

Sesión 6. Infraestructura de datos

Día: Sábado 19 de febrero

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán

A causa de la evolución tecnológica, cada humano genera, voluntariamente e involuntariamente, casi 2 MB de datos cada segundo, haciendo que cada día se generen 2,5 trillones de bytes. Analizar estos datos aporta tanto valor e información que se considera que "los datos son el nuevo petróleo". Para hacer este "refinado" de datos, es crucial disponer de infraestructuras de datos que permitan su gestión durante todo el proceso. En esta sesión aprenderemos los tipos y las partes fundamentales de estas infraestructuras. Además, practicaremos cómo obtener información, y sacar el máximo partido, de infraestructuras de datos mundialmente famosas.

Módulo 4 - Inteligencia artificial
Sesión 7. Introducción a la inteligencia artificial

Día: Sábado 20 de febrero

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán

¿Qué es? ¿Para qué sirve? A dónde nos llevará? Estas son las preguntas que nos servirán de hilo conductor en la primera sesión de inteligencia artificial (IA). Se espera que los participantes cuenten qué creen que se puede conseguir. Se introducirá la idea de que muchos algoritmos de IA intentan copiar la inteligencia ya presente en la naturaleza para aplicarla a la resolución de problemas concretos.

Llegados a este punto, se explicarán diferentes tecnologías de IA, como son los algoritmos genéticos, los algoritmos de búsqueda, teoría de juegos... Pondremos énfasis en los algoritmos de Machine Learning, y cómo se basan en la estadística y el método científico , con un taller donde los asistentes podrán experimentar y resolver problemas como éste.

Sesión 8. Redes neuronales

Día: Sábado 5 de marzo

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán

Propuesta de un ejercicio práctico para entender las redes neuronales.

Módulo 5 - Cambio climático
Sesión 9. Palabra de climatólogo

Día: Sábado 12 de marzo

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán

Ponte en la piel de un investigador del clima y trabaja conjuntamente con nuestros científicos para descubrir el fascinante mundo de los procesos atmosféricos. ¿Qué queremos decir cuando hablamos del clima? ¿Se puede construir un modelo que unifique con precisión el comportamiento de los océanos y de la atmosfera? Descubre cómo uno de los superordenadores más potentes de Europa, alimentado con millones de datos, nos permite predecir el clima del futuro. Lo harás con tus manos y te lo creerás: ¡palabra de climatólogo!

Módulo 6 - Computación cuántica
Sesión 10. Acércate a la computación cuántica

Día: Sábado 19 de marzo

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Español

En esta sesión explicaremos los conceptos básicos de la computación cuántica, principalmente los qubits (bits cuánticos). Además, crearemos usuarios para utilizar la IBM Quantum Experience, una plataforma que permite componer, como si de una partitura se tratara, algoritmos cuánticos para después simularlos o enviarlos, en tiempo real, a uno de los ordenadores cuánticos del IBM. Y podremos testear los resultados probabilísticos característicos de la mecánica cuántica mediante algún programa sencillo.

​Módulo 7 - Biología computacional​
Sesión 11. Introducción a la genómica

Día: Sábado 26 de marzo

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán / castellano

¿Qué nos hace diferentes a las personas? ¿Qué enfermedades podemos desarrollar a lo largo de nuestra vida? Identificar mutaciones en nuestro ADN nos puede ayudar tanto a detectar enfermedades como conocer nuestros orígenes o saber quién es nuestro padre. Veremos cómo se detectan y se interpretan las variaciones en nuestro genoma.

Sesión 12. Proteínas y diseño de fármacos

Día: Sábado 2 de abril

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán

Las enzimas son un tipo de proteínas que permiten la existencia de la vida tal como la conocemos. Pequeños cambios en su secuencia conocidos como mutaciones pueden alterar su eficiencia y originar la aparición de enfermedades o procesos de resistencia a fármacos. Mediante herramientas bioinformáticas, aprenderemos las bases de algunas enfermedades y cómo se puede hacer un tratamiento personalizado para cada paciente.

Módulo 8 - Blockchain
Sesión 13. Introducción al Blockchain

Día: Sábado 9 de abril

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán

En esta sesión hablaremos de la tecnología blockchain, sus orígenes, la motivación detrás de esta tecnología y entraremos en los aspectos técnicos de cómo funciona una cadena de bloques. El objetivo es entender protocolos como la prueba de trabajo y la prueba de participación. Por ello, se desarrollará una sesión didáctica en la que intentaremos crear una cadena de bloques, nosotros mismos.

Módulo 9 - Ciudades sostenibles
Sesión 14. Movilidad sostenible (I)

Día: Sábado 23 de abril

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán / castellano

En las grandes ciudades se mueve un gran volumen de tráfico rodado que genera elevados niveles de contaminación. Uno de los grandes retos a los que se enfrentan las ciudades inteligentes es utilizar toda la información que se puede extraer de los vehículos en movimiento así como de las infraestructuras fijas que se encuentran en las calles para calcular cuántas emisiones generan los vehículos en cada momento, y utilizar esta información para tomar decisiones en términos de gestión de la movilidad. En esta sesión nos centraremos en el cálculo de emisiones en la ciudad a partir de los datos de movilidad que se pueden extraer con las tecnologías móviles, y experimentaremos en diferentes maneras de estimar y controlar las emisiones contaminantes en la ciudad.

Sesión 15. Movilidad sostenible (II)

Día: Sábado 7 de mayo

Horario: 9.30h a 14h

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Coordinación de la sesión: Sara Ibáñez

Idioma: Catalán / castellano

En las grandes ciudades se mueve un gran volumen de tráfico rodado que genera elevados niveles de contaminación. Uno de los grandes retos a los que se enfrentan las ciudades inteligentes es utilizar toda la información que se puede extraer de los vehículos en movimiento así como de las infraestructuras fijas que se encuentran en las calles para calcular cuántas emisiones generan los vehículos en cada momento, y utilizar esta información para tomar decisiones en términos de gestión de la movilidad. En esta sesión nos centraremos en el cálculo de emisiones en la ciudad a partir de los datos de movilidad que se pueden extraer con las tecnologías móviles, y experimentaremos en diferentes maneras de estimar y controlar las emisiones contaminantes en la ciudad.

Sesión 16. Clausura

Día: Sábado 14 de mayo

Horario: Por definir

Lugar: Barcelona Supercomputing Center - Calle de Jordi Girona, 31

Calendario 2022
Calendario 2022
Sábado 15 de enero
Sesión online
¿Qué es un superordenador?
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 22 de enero
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31 y online
Paralelismo
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 29 de enero
Sesión online
Simulando el paso del tiempo en un laboratorio virtual
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 5 de febrero
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
¿Por qué los aviones vuelan y los coches no?
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 12 de febrero
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
Simular la Tierra
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 19 de febrero
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
Infraestructuras de datos
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 26 de febrero
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
Introducción a la IA
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 5 de marzo
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
Redes neuronales
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 12 de marzo
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
Ciencias de la Tierra
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 19 de marzo
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
Computación Cuántica
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 26 de marzo
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
Introducción a la genómica
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 2 de abril
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
Proteínas y diseño de fármacos
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 9 de abril
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
Blockchain
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 23 de abril
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
Movilidad sostenible (I)
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 7 de mayo
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
Movilidad sostenible (II)
Sesión teórico-práctica. De 9:30h a 14:00h
Sábado 14 de mayo
Barcelona Supercomputing Center - Carrer de Jordi Girona, 29-31
Acto de clausura
Acto de clausura y entrega de diplomas