Computación y Ciencia

ComputaciónyCiencia
Laparejaperfecta
http://vis.usal.es/rodrigo/documentos/bie/charla.pdf
Rodrigo Santamaría
2016
Diganloquedigan…
ELTAMAÑOIMPORTA
Untemadeescalas
103
106
109
1012
1015
1018
1021
Kilo
Mega
Giga
Tera
Peta
Exa
Zetta
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
10-18
10-21
Mili
Micro
Nano
Pico
Femto
Atto
Zepto
1024
Yotta
10-24
Yocto
http://htwins.net/scale2/
Escalas(información)
103
106
109
1012
1015
Kilo
Mega
Giga
Tera
Peta
KB
MB
GB
TB
PB
Uninforme
Un libro
Una película
La bibliotecadelcongresodeEEUU
Todas labibliotecasdeEEUU
fuente:burikmodeldesign.com/search/How_Many_Bytes.htm
ThecollectionsoftheLibraryofCongressincludemorethan32million cataloged
booksandotherprintmaterialsin470languages;morethan61million manuscripts;
[…] over1millionUSgovernmentpublications; 1million issuesofworldnewspapers
spanning thepastthreecenturies;33,000bound newspapervolumes;500,000
microfilm reels;over6,000titlesinall,totalingmorethan120,000issuescomic book
titles;films;5.3millionmaps;6millionworksofsheetmusic;3millionsound
recordings;morethan14.7million printsandphotographicimages
http://en.wikipedia.org/wiki/Library_of_Congress
LHC
• Large Hadron Collider (CERN,Suiza)
– 27TB/díaà 10PB/año
– Unaconexiónde10Gbps
http://en.wikipedia.org/wiki/Worldwide_LHC_Computing_Grid
GTC
• GranTelescopiodeCanarias
– 600GBenarchivo*
– Unodelostelescopiosmásgrandesdelmundo
*http://gtc.sdc.cab.inta-csic.es/gtc/help/overview.jsp
SKA
• Square KilometreArray
– Australia– Sudáfrica(2020)
– RadioTelescopioformadoporcientosdeantenas
• Pruebasalateoríadelarelatividad
• Pruebassobremateriayenergíaoscura
• PrimerosmomentosdelBig-Bang
– 1ExaByte /día
http://en.wikipedia.org/wiki/Square_Kilometre_Array
Internet
• TráficodedatosenInterneten2012~31EB/mes
• DatosindexadosenInternet(2013)~672EB
• DatostotalesenInternet(2013)>1YB
– 1000000000000000000000000Bytes
http://en.wikipedia.org/wiki/Internet_traffic
http://www.factshunt.com/2014/01/total-number-of-websites-size-of.html
Noospreocupéis…
INFORMÁTICAALRESCATE
TecnologíadelaInformación(IT)
• Gestióndelainformación
• Almacenamiento:memoria,servidores
• Transmisión:redes,protocolosdetransporte
• Consulta:basesdedatos,serviciosweb
http://www.google.com/about/datacenters/gallery/#/
CienciadelaComputación(CS)
• Análisisdelainformación
•
•
•
•
Búsqueda depatrones
Clasificación dedatos
Predicción decomportamiento
Modelos matemáticosyestadísticos
http://xkcd.com/308/
Programación
BertrandRussellenLogicomix-The Epic Search ofTruth
• Formadecomunicarnosconuncomputador
• Evoluciónnaturaldelalógica
LudwigWittgenstein
AlanTuring
Lenguajesdeprogramación
• Lógicaconvertidaenlenguaje
– Tienesupropiagramática,sintaxis,vocabulario…
– Interpretableporunordenador
– ‘Comprensible’porunhumano
• Varioslenguajesdeprogramación
– Java,C,Perl,Fortran,Basic,Cobol,…
– UsaremosPython
• Muysencilloyutilizado
Code.org
• Iniciativaparaenseñaraprogramaren
institutosycolegios
– www.codeadademy.com à python
• Hora2:
•
•
•
1)Sintaxis(1-15)
2)Cadenas(1-4)
3)Condiciones(1,2,5-8,11-13)
• Hora3:
•
•
•
4)Funciones(1-5)
5)Listasydiccionarios(1-6,10-11)
8)Bucles(9,11-13)
Ahoraquesabemosprogramar…
HAGAMOSALGODECIENCIA!
Aplicaciones
• Lacienciadelacomputación seusaencasi
todosloscamposdeinvestigación
https://www.xkcd.com/435/
Genoma
• SecuenciadeADN quecodificalainformación
genéticadeunorganismo
– Lasecuenciasecomponedenucleótidos (A,C,T,G)
• Equivaleauna“lista” adn enprogramación
– adn[i] à nucleótidoenlaposicióni
Escherichia coli
• Ecoli esunabacteria de
nuestrosintestinos
• Bacteriamodelo para
estudiosgenómicos
• Sugenomatiene~4.5
millonesdenucleótidos:
http://vis.usal.es/rodrigo/documentos/bie/E-coli.txt
¡Ennuestrocuerpoconviveunmicrobio
porcadacélulahumana!1
1http://www.nature.com/news/scientists-bust-myth-that-our-bodies-have-more-bacteria-than-human-cells-1.19136
Plasmodium falciparum
• Pfalciparum esun
protozooparásitoque
causalamayoríade
casosdemalaria
• Sugenomatiene~23
millonesdenucleótidos
Esteprotozoosetransmiteatravésdela
picadura delmosquitoAnopheles hembra
Genoma completo:
http://vis.usal.es/rodrigo/documentos/bie/Plasmodium_falciparum.fa
Otrosgenomas
Organismo
Nºdeparesdebases(aprox.)
Tamañoenbytes(aprox.)
E coli (bacteria)
4·106 (4millones)
1MB
Pfalciparum (protozoo)
2.3·107 (20millones)
6MB
Gusano
8·107 (80millones)
20MB
Mosca
2·108 (200millones)
50MB
Ratón
2.5·109 (2500millones)
625MB
Humano*
3·109 (3000millones)
750MB
¿Puedescalculareltamañoenbytesapartirdelnúmero debases?
Porejemplo,enelcasodeEcoli ¿coincideconeltamañodelarchivo
enlaURLcitadamásarriba?
*Algunosorganismostienengenomasmás grandesqueelhumano.Porejemplo,losanfibiostienen
genomas30vecesmayores
Anaconda- Spyder
• Spyder esunprogramaparainterpretar
código python,dentrodelasuiteAnaconda
– Estoyaseponeenplanpro
• Paraejecutarloenlinux
– Aplicaciones/Accesorios/Terminal abre
unaventanadondeintroducirórdenesdetexto
– Enelterminaltecleamosspyder &
Scripts!
• Unscriptesunprogramalistoparaejecutar
• DescargadestescriptyabridloconSpyder:
– http://vis.usal.es/rodrigo/documentos/bie/script.py
• Veremoselscript (izquierda)yunterminal de
python (derecha)similaraldecodeacademy
Estebotón nos
permiteejecutarel
código pormódulos
Unmódulo
esunazona
entredos
líneasque
comiencen
por#%%