Sistemas distribuídos: serviços Grid Computing

A necessidade de poder computacional é crescente nas diversas áreas de actuação humana, tanto na indústria, como em ambientes académicos. Grid Computing permite a ligação de recursos computacionais dispersos de maneira a permitir a sua utilização mais eficaz, fornecendo aos utilizadores um acesso simplificado ao poder computacional de diversos sistemas. Os primeiros projectos de Grid Computing implicavam a ligação de máquinas paralelas ou aglomerados de alto desempenho e alto custo, disponíveis apenas em algumas instituições. Contrastando com o elevado custo dos super-computadores, os computadores pessoais e a Internet sofreram uma evolução significativa nos últimos anos. O uso de computadores dispersos em uma WAN pode representar um ambiente muito interessante para processamento de alto desempenho. Os sistemas em Grid fornecem a possibilidade de se utilizar um conjunto de computadores pessoais de modo a fornecer uma computação que utiliza recursos que de outra maneira estariam omissos. Este trabalho consiste no estudo de Grid Computing a nível de conceito e de arquitectura e numa análise ao seu estado actual hoje em dia. Como complemento foi desenvolvido um componente que permite o desenvolvimento de serviços para Grids (Grid Services) mais eficaz do que o modelo de suporte a serviços actualmente utilizado. Este componente é disponibilizado sob a forma um plug-in para a plataforma Eclipse IDE.

Aplicação de computação evolucionária na mineração de dados físico-químicos da água e do solo

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

A study on the deployment of GA in a grid computing framework

Dissertação de Mestrado, Engenharia Informática, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Arquitetura para um ambiente de grade computacional direcionado às aplicações distribuídas, móveis e conscientes do contexto da computação pervasiva

Neste início de década, observa-se a transformação das áreas de Computação em Grade (Grid Computing) e Computação Móvel (Mobile Computing) de uma conotação de interesse emergente para outra caracterizada por uma demanda real e qualificada de produtos, serviços e pesquisas. Esta tese tem como pressuposto a identificação de que os problemas hoje abordados isoladamente nas pesquisas relativas às computações em grade, consciente do contexto e móvel, estão presentes quando da disponibilização de uma infra-estrutura de software para o cenário da Computação Pervasiva. Neste sentido, como aspecto central da sua contribuição, propõe uma solução integrada para suporte à Computação Pervasiva, implementada na forma de um middleware que visa criar e gerenciar um ambiente pervasivo, bem como promover a execução, sob este ambiente, das aplicações que expressam a semântica siga-me. Estas aplicações são, por natureza, distribuídas, móveis e adaptativas ao contexto em que seu processamento ocorre, estando disponíveis a partir de qualquer lugar, todo o tempo. O middleware proposto, denominado EXEHDA (Execution Environment for Highly Distributed Applications), é adaptativo ao contexto e baseado em serviços, sendo chamado de ISAMpe o ambiente por este disponibilizado. O EXEHDA faz parte dos esforços de pesquisa do Projeto ISAM (Infra-Estrutura de Suporte às Aplicações Móveis Distribuídas), em andamento na UFRGS. Para atender a elevada flutuação na disponibilidade dos recursos, inerente à Computação Pervasiva, o EXEHDA é estruturado em um núcleo mínimo e em serviços carregados sob demanda. Os principais serviços fornecidos estão organizados em subsistemas que gerenciam: (a) a execução distribuída; (b) a comunicação; (c) o reconhecimento do contexto; (d) a adaptação; (e) o acesso pervasivo aos recursos e serviços; (f) a descoberta e (g) o gerenciamento de recursos No EXEHDA, as condições de contexto são pró-ativamente monitoradas e o suporte à execução deve permitir que tanto a aplicação como ele próprio utilizem essas informações na gerência da adaptação de seus aspectos funcionais e não-funcionais. O mecanismo de adaptação proposto para o EXEHDA emprega uma estratégia colaborativa entre aplicação e ambiente de execução, através da qual é facultado ao programador individualizar políticas de adaptação para reger o comportamento de cada um dos componentes que constituem o software da aplicação. Aplicações tanto do domínio da Computação em Grade, quanto da Computação Pervasiva podem ser programadas e executadas sob gerenciamento do middleware proposto.

Escalonamento de tarefas em ambiente de simulação de grid computacional

Pós-graduação em Ciência da Computação - IBILCE

Nova metodologia para análise e síntese de sistemas de aterramento complexos utilizando o método lN-FDTD, computação paralela automática e redes neurais artificiais

Neste trabalho, o método FDTD em coordenadas gerais (LN-FDTD) foi implementado para a análise de estruturas de aterramento com geometrias coincidentes ou não com o sistema de coordenadas cartesiano. O método soluciona as equações de Maxwell no domínio do tempo, permitindo a obtenção de dados a respeito da resposta transitória e de regime estacionário de estruturas diversas de aterramento. Uma nova formulação para a técnica de truncagem UPML em coordenadas gerais, para meios condutivos, foi desenvolvida e implementada para viabilizar a análise dos problemas (LN-UPML). Uma nova metodologia baseada em duas redes neurais artificiais é apresentada para a deteccão de defeitos em malhas de terra. O software FDTD em coordenadas gerais foi testado e validado para vários casos. Uma interface gráfica para usuários, chamada LANE SAGS, foi desenvolvida para simplificar o uso e automatizar o processamento dos dados.

Proposta de arquiterura para o estabelecimento dinâmico de conexões determinísticas e busca de recursos multidomínio em redes grid OBS baseadas no GMPLS

A capacidade de processamento das instituições de pesquisa vem crescendo significativamente à medida que processadores e estações de trabalho cada vez mais poderosos vão surgindo no mercado. Considerando a melhoria de desempenho na área de redes de computadores e visando suprir a demanda por processamento cada vez maior, surgiu a ideia de utilizar computadores independentes conectados em rede como plataforma para execução de aplicações paralelas, originando assim a área de computação em grade. Em uma rede que se encontra sob um mesmo domínio administrativo, é comum que exista o compartilhamento de recursos como discos, impressoras, etc. Mas quando a rede ultrapassa um domínio administrativo, este compartilhamento se torna muito limitado. A finalidade das grades de computação é permitir compartilhamento de recursos mesmo que estes estejam espalhados por diversos domínios administrativos. Esta dissertação propõe uma arquitetura para o estabelecimento dinâmico de conexões multidomínio que faz uso da comutação de rajadas ópticas (OBS – Optical Burst Switching) utilizando um plano de controle GMPLS (Generalized Multiprotocol Label Switching). A arquitetura baseia-se no armazenamento de informações sobre recursos de grade de sistemas autônomos (AS -Autonomous Systems) distintos em um componente chamado Servidor GOBS Raiz (Grid OBS) e na utilização do roteamento explícito para reservar os recursos ao longo de uma rota que satisfaça as restrições de desempenho de uma aplicação. A validação da proposta é feita através de simulações que mostram que a arquitetura é capaz de garantir níveis de desempenho diferenciados de acordo com a classe da aplicação e proporciona uma melhor utilização dos recursos de rede e de computação.

Análise de desempenho de redes de comunicação wireless em aplicações de Smart Grid

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

A Study on the Relationship of Embedded Sensitivity With Measuring Grid and Mode Shapes

Embedded sensitivity analysis has proven to be a useful tool in finding optimum positions of structure reinforcements. However, it was not clear how sensitivities obtained from the embedded sensitivity method were related to the normal mode, or operational mode, associated to the frequency of interest. In this work, this relationship is studied based on a finite element of a slender sheet metal piece, with preponderant bending modes. It is shown that higher sensitivities always occur at nodes or antinodes of the vibrating system. [DOI: 10.1115/1.4002127]

Applying semantics to grid middleware

Scheduling parallel and distributed applications efficiently onto grid environments is a difficult task and a great variety of scheduling heuristics has been developed aiming to address this issue. A successful grid resource allocation depends, among other things, on the quality of the available information about software artifacts and grid resources. In this article, we propose a semantic approach to integrate selection of equivalent resources and selection of equivalent software artifacts to improve the scheduling of resources suitable for a given set of application execution requirements. We also describe a prototype implementation of our approach based on the Integrade grid middleware and experimental results that illustrate its benefits. Copyright (C) 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

Coarse-grid higher order finite-difference time-domain algorithm with low dispersion errors

Higher order (2,4) FDTD schemes used for numerical solutions of Maxwell`s equations are focused on diminishing the truncation errors caused by the Taylor series expansion of the spatial derivatives. These schemes use a larger computational stencil, which generally makes use of the two constant coefficients, C-1 and C-2, for the four-point central-difference operators. In this paper we propose a novel way to diminish these truncation errors, in order to obtain more accurate numerical solutions of Maxwell`s equations. For such purpose, we present a method to individually optimize the pair of coefficients, C-1 and C-2, based on any desired grid size resolution and size of time step. Particularly, we are interested in using coarser grid discretizations to be able to simulate electrically large domains. The results of our optimization algorithm show a significant reduction in dispersion error and numerical anisotropy for all modeled grid size resolutions. Numerical simulations of free-space propagation verifies the very promising theoretical results. The model is also shown to perform well in more complex, realistic scenarios.

Data grid for the management, reconstruction, analysis and visualisation of archaeological data

In 2007 Associate Professor Jay Hall retires from the University of Queensland after more than 30 years of service to the Australian archaeological community. Celebrated as a gifted teacher and a pioneer of Queensland archaeology, Jay leaves a rich legacy of scholarship and achievement across a wide range of archaeological endeavours. An Archæological Life brings together past and present students, colleagues and friends to celebrate Jay’s contributions, influences and interests.

Determination of breeding strategies for beef cattle bull breeders selling bulls into two competing markets on a non-linear price grid

Computer simulation was used to suggest potential selection strategies for beef cattle breeders with different mixes of clients between two potential markets. The traditional market paid on the basis of carcass weight (CWT), while a new market considered marbling grade in addition to CWT as a basis for payment. Both markets instituted discounts for CWT in excess of 340 kg and light carcasses below 300 kg. Herds were simulated for each price category on the carcass weight grid for the new market. This enabled the establishment of phenotypic relationships among the traits examined [CWT, percent intramuscular fat (IMF), carcass value in the traditional market, carcass value in the new market, and the expected proportion of progeny in elite price cells in the new market pricing grid]. The appropriateness of breeding goals was assessed on the basis of client satisfaction. Satisfaction was determined by the equitable distribution of available stock between markets combined with the assessment of the utility of the animal within the market to which it was assigned. The best goal for breeders with predominantly traditional clients was a CWT in excess of 330 kg, while that for breeders with predominantly new market clients was a CWT of between 310 and 329 kg and with a marbling grade of AAA in the Ontario carcass pricing system. For breeders who wished to satisfy both new and traditional clients, the optimal CWT was 310-329 kg and the optimal marbling grade was AA-AAA. This combination resulted in satisfaction levels of greater than 75% among clients, regardless of the distribution of the clients between the traditional and new marketplaces.