Informações de suporte ao escalonamento de workflows científicos para a execução em plataformas de computação em nuvem

A ciência tem feito uso frequente de recursos computacionais para execução de experimentos e processos científicos, que podem ser modelados como workflows que manipulam grandes volumes de dados e executam ações como seleção, análise e visualização desses dados segundo um procedimento determinado. Workflows científicos têm sido usados por cientistas de várias áreas, como astronomia e bioinformática, e tendem a ser computacionalmente intensivos e fortemente voltados à manipulação de grandes volumes de dados, o que requer o uso de plataformas de execução de alto desempenho como grades ou nuvens de computadores. Para execução dos workflows nesse tipo de plataforma é necessário o mapeamento dos recursos computacionais disponíveis para as atividades do workflow, processo conhecido como escalonamento. Plataformas de computação em nuvem têm se mostrado um alternativa viável para a execução de workflows científicos, mas o escalonamento nesse tipo de plataforma geralmente deve considerar restrições específicas como orçamento limitado ou o tipo de recurso computacional a ser utilizado na execução. Nesse contexto, informações como a duração estimada da execução ou limites de tempo e de custo (chamadas aqui de informações de suporte ao escalonamento) são importantes para garantir que o escalonamento seja eficiente e a execução ocorra de forma a atingir os resultados esperados. Este trabalho identifica as informações de suporte que podem ser adicionadas aos modelos de workflows científicos para amparar o escalonamento e a execução eficiente em plataformas de computação em nuvem. É proposta uma classificação dessas informações, e seu uso nos principais Sistemas Gerenciadores de Workflows Científicos (SGWC) é analisado. Para avaliar o impacto do uso das informações no escalonamento foram realizados experimentos utilizando modelos de workflows científicos com diferentes informações de suporte, escalonados com algoritmos que foram adaptados para considerar as informações inseridas. Nos experimentos realizados, observou-se uma redução no custo financeiro de execução do workflow em nuvem de até 59% e redução no makespan chegando a 8,6% se comparados à execução dos mesmos workflows sendo escalonados sem nenhuma informação de suporte disponível.

O direito na teoria crítica dos sistemas: da justiça autossubversiva à crítica imanente do direito

O recente desenvolvimento de uma teoria crítica dos sistemas, de Gunther Teubner a Andreas Fischer-Lescano, abriu novos horizontes teóricos para aqueles que se propõe a estudar a sociedade e o sistema jurídico. A construção de uma teoria crítica sob condições sistêmicas possibilitou o uso conjunto de temas e conceitos teóricos provenientes da teoria crítica da primeira geração da Escola de Frankfurt (crítica imanente, antagonismos sociais, reificação, dialética do esclarecimento) e da teoria dos sistemas (paradoxo, sistema, sociedade mundial). Partindo disso, o sistema jurídico foi analisado nas dimensões da justiça (como fórmula contingente e transcendente) e de sua crítica imanente como atitude transcendente, especialmente em face de sua tendência em se autorreproduzir como ordem social reificada que gera injustiça pelos excessos de justiça. Para alcançar essas conclusões, este trabalho se propôs a analisar o cenário da sociedade moderna no qual nasce a teoria crítica dos sistemas (Parte 1), lançando bases para os aspectos estruturais e semânticos sobre os quais ela se apoia. Seguidamente, foram estabelecidos os pressupostos teóricos básicos da teoria crítica da Escola de Frankfurt e da teoria dos sistemas de Luhmann (Parte 2) com o fim específico de colher os elementos essenciais à construção de uma teoria crítica dos sistemas voltada para o estudo do sistema jurídico. Logrado esse ponto, focou-se a análise do sistema jurídico e de sua evolução até alcançar sua atual condição na forma de um direito global na sociedade fragmentada (Parte 3). A partir disso a justiça autossubversiva e a crítica imanente do direito foram abordadas em seus aspectos essenciais e possibilitadores de uma autotranscendência sistêmica, capaz de tornar o direito mais responsivo com relação ao seu ambiente, limitando a irracionalidade racional inerente a uma ordem social reificada. A presente dissertação propõe dar mais um passo no sentido do desenvolvimento de uma teoria crítica dos sistemas aplicada ao direito, diagnosticando os dilemas contemporâneos e ao mesmo tempo, apontando os desafios existentes numa sociedade mundial paradoxalmente marcada pela possibilidade de hipertrofia sistêmica das ordens sociais reificadas e pelos processos de constitucionalização que buscam limitar essas ordens.

Koala: sistema para integração de métodos de predição e análise de estruturas de proteína

A Biologia Computacional tem desenvolvido algoritmos aplicados a problemas relevantes da Biologia. Um desses problemas é a Protein Structure Prediction (PSP). Vários métodos têm sido desenvolvidos na literatura para lidar com esse problema. Porém a reprodução de resultados e a comparação dos mesmos não têm sido uma tarefa fácil. Nesse sentido, o Critical Assessment of protein Structure Prediction (CASP), busca entre seus objetivos, realizar tais comparações. Além disso, os sistemas desenvolvidos para esse problema em geral não possuem interface amigável, não favorecendo o uso por não especialistas da computação. Buscando reduzir essas dificuldades, este trabalho propões o Koala, um sistema baseado em uma plataforma web, que integra vários métodos de predição e análises de estruturas de proteínas, possibilitando a execução de experimentos complexos com o uso de fluxos de trabalhos. Os métodos de predição disponíveis podem ser integrados para a realização de análises dos resultados, usando as métricas RMSD, GDT-TS ou TM-Score. Além disso, o método Sort by front dominance (baseado no critério de optimalidade de Pareto), proposto nesse trabalho, consegue avaliar predições sem uma estrutura de referência. Os resultados obtidos, usando proteínas alvo de artigos recentes e do CASP11, indicam que o Koala tem capacidade de realizar um conjunto relativamente grande de experimentos estruturados, beneficiando a determinação de melhores estruturas de proteínas, bem como o desenvolvimento de novas abordagens para predição e análise por meio de fluxos de trabalho.

Estudos comparativos sobre a elaboração de mapas conceituais durante processo de avaliação da aprendizagem: identificando a importância das demandas e do efeito de preparação

Os mapas conceituais são ferramentas gráficas que possibilitam a representação dos modelos mentais do aluno. Devido a essa capacidade, o mapa conceitual pode ser utilizado como ferramenta avaliativa de conhecimento. O uso dessa ferramenta em sala de aula gera cargas na memória de trabalho que podem ser referentes ao conteúdo (carga intrínseca) ou à forma como esse recurso está sendo trabalhado na sala de aula (carga extrínseca). Este trabalho tem por objetivo investigar como os mapas conceituais auxiliam na avaliação da aprendizagem da disciplina Ciências da Natureza: Ciência, Cultura e Sociedade ofertada na Universidade de São Paulo para alunos ingressantes de diversos cursos de graduação (n = 64) durante o período de 2013.1 sobre o conteúdo de Mudanças Climáticas. Nas turmas avaliadas o mapa conceitual poderia ser utilizado como ferramenta de preparação para prova (MCPREP) como também era utilizado como parte da avaliação formal da disciplina (MC-AVAL). Essa pesquisa se constitui de três Estudos que investigam: 1. As diferenças de perfis de mapas conceituais obtidos na condição de MC-PREP x MCAVAL; 2. Se o grupo de alunos que fizeram MC-PREP tiveram MC-AVAL com perfil diferente daqueles que não fizeram; 3. A existência de uma correlação entre as características do MC-AVAL com o conhecimento declarativo dos estudantes. Os mapas conceituais foram avaliados considerando aspectos estruturais e semânticos. As metodologias das análises realizadas foram retiradas de trabalhos presente na literatura. Entre os aspectos semânticos estavam o uso de materiais instrucionais, a natureza das proposições, a presença de erros e a aderência a pergunta focal. Além dessas análises, foi verificada a presença de agrupamentos naturais que pudessem ser explicados com uso das categorias teóricas. A análise dos resultados indica que os mapas conceituais das condições MC-PREP e MC-AVAL são bastante distintas entre si, pois atendiam a objetivos educacionais diferentes. No Estudo 2 verificou-se que o MC-PREP não influenciou fortemente a elaboração do MC-AVAL, pois a diminuição da carga extrínseca provocada pela elaboração de MC-PREP não foi suficiente para mostrar diferenças entre os grupos, já que ambos estavam altamente treinados na técnica de mapeamento conceitual. Por fim, no Estudo 3, o principal fator correlacionando o conhecimento declarativo com a complexidade dos mapas conceituais foi o percentual de proposições apropriadas. As conclusões do trabalho são que a demanda de elaboração do mapa conceitual é realmente orientadora de produto, a elaboração de um mapa conceitual a mais em um grupo bem treinado na técnica não altera seu desempenho e o principal meio de avaliar os mapas conceituais deve ser a leitura de suas proposições constituintes.