Com o advento da computação em nuvem, não é mais necessário ao usuário investir grandes quantidades de recursos financeiros em equipamentos computacionais. Ao invés disto, é possível adquirir recursos de processamento, armazenamento ou mesmo sistemas completos por demanda, usando um dos diversos serviços disponibilizados por provedores de nuvem como a Amazon, o Google, a Microsoft, e a própria USP. Isso permite um controle maior dos gastos operacionais, reduzindo custos em diversos casos. Por exemplo, usuários de computação de alto desempenho podem se beneficiar desse modelo usando um grande número de recursos durante curtos períodos de tempo, ao invés de adquirir um aglomerado computacional de alto custo inicial. Nosso trabalho analisa a viabilidade de execução de aplicações de alto desempenho, comparando o desempenho de aplicações de alto desempenho em infraestruturas com comportamento conhecido com a nuvem pública oferecida pelo Google. Em especial, focamos em diferentes configurações de paralelismo com comunicação interna entre processos no mesmo nó, chamado de intra-nós, e comunicação externa entre processos em diferentes nós, chamado de entre-nós. Nosso caso de estudo para esse trabalho foi o NAS Parallel Benchmarks, um benchmark bastante popular para a análise de desempenho de sistemas paralelos e de alto desempenho. Utilizamos aplicações com implementações puramente MPI (para as comunicações intra e entre-nós) e implementações mistas onde as comunicações internas foram feitas utilizando OpenMP (comunicação intra-nós) e as comunicações externas foram feitas usando o MPI (comunicação entre-nós). / With the advent of cloud computing, it is no longer necessary to invest large amounts of money on computing resources. Instead, it is possible to obtain processing or storage resources, and even complete systems, on demand, using one of the several available services from cloud providers like Amazon, Google, Microsoft, and USP. Cloud computing allows greater control of operating expenses, reducing costs in many cases. For example, high-performance computing users can benefit from this model using a large number of resources for short periods of time, instead of acquiring a computer cluster with high initial cost. Our study examines the feasibility of running high-performance applications, comparing the performance of high-performance applications in a known infrastructure compared to the public cloud offering from Google. In particular, we focus on various parallel configurations with internal communication between processes on the same node, called intra-node, and external communication between processes on different nodes, called inter-nodes. Our case study for this work was the NAS Parallel Benchmarks, a popular benchmark for performance analysis of parallel systems and high performance computing. We tested applications with MPI-only implementations (for intra and inter-node communications) and mixed implementations where internal communications were made using OpenMP (intra-node communications) and external communications were made using the MPI (inter-node communications).

Nuvens desempenham um papel fundamental no balanço radiativo terrestre, e o conhecimento de suas propriedades micro e macrofísicas é importante para o estudo do clima global. O desenvolvimento convectivo de nuvens está intimamente relacionado ao comportamento microfísico de seus hidrometeoros, os quais são influenciados pela variação nas concentrações de aerossóis disponíveis na atmosfera. Este trabalho utiliza o sensoriamento remoto por satélites para analisar a evolução diurna de propriedades ópticas de hidrometeoros de nuvens sobre a Amazônia. Para tanto, medidas de radiância efetuadas pelos canais 1, 2 e 4 do satélite geoestacionário GOES 13 para os anos de 2012, 2013, 2014 e 2015 foram aliadas a códigos computacionais de transferência radiativa visando a obtenção de estimativas de raios efetivos de gotas e partículas de gelo em nuvens convectivas. A variação temporal de parâmetros microfísicos ao longo do dia foi analisada durante as estações seca e úmida em dois locais prístinos e outros dois locais significativamente atingidos pela fumaça de queimadas na Amazônia. A profundidade óptica de aerossóis ( a em 550 nm) variou de 0,1 a 0,2 na maior parte do ano (estação úmida) sobre todos os locais. Na estação seca nos sítios prístinos observou-se um a em torno de 0,5 unidades, e de cerca de 0,8 nos sítios degradados. Os resultados mostram que para todos os locais analisados há 32% mais pixels de nuvens durante a estação úmida do que na seca. As distribuições relativas de refletâncias em 0,63 m e da temperatura de brilho em 11 m indicam que em todos os sítios e épocas do ano há predominância de nuvens menos espessas e mais quentes sobre a Amazônia. A análise da refletância em 3,90 m indicou que nos quatro locais ocorre uma redução do raio efetivo de hidrometeoros de nuvens quentes na estação seca em relação à estação úmida. A distribuição de raios efetivos é bimodal para todos os sítios e estações analisados, sendo a variação diurna dessa distribuição consistente com processos de desenvolvimento vertical de nuvens e crescimento de hidrometeoros. Esse mecanismo ocorre de maneira distinta em locais mais e menos poluídos, sendo que para regiões mais poluídas e desmatadas o desenvolvimento vertical de tamanhos de partículas na época seca se dá de maneira mais lenta do que na úmida. Para as áreas mais atingidas pela pluma de fumaça durante a estação seca os raios efetivos de gotas/cristais de gelo com temperatura de brilho maior que -20°C praticamente não mudam, sofrendo uma variação máxima de 2 m num período de 2 horas. Para o mesmo intervalo de temperaturas e de tempo a estação seca em ambientes mais limpos apresenta uma variação de até 6 m nos raios efetivos das partículas. Esse resultado é parcialmente compatível com modelos conceituais que procuram explicar efeitos microfísicos de aerossóis sobre o tamanho de hidrometeoros em nuvens. O atraso no crescimento vertical de hidrometeoros é mais pronunciado perto do meio dia solar e em locais onde as concentrações de aerossóis provenientes de queimadas são maiores. / Clouds play a key role in Earths radiative balance. The knowledge of its micro and macrophysical properties is important for the study of global climate. The life cycle of convective clouds is closely related to the microphysics of its hydrometeors, which are influenced by many factors including variations in the concentration of atmospheric aerosols. This study uses remote sensing by a satellite to analyze the diurnal evolution of reflective properties of clouds over Amazon. Radiance measurements performed by channels 1, 2 and 4 of the imager instrument onboard GOES-13 geostationary satellite, from 2012 to 2015, were analyzed using radiative transfer and computational codes. This allowed deriving estimates of the effective radius of cloud droplets and ice particles in convective clouds. The temporal variation of microphysical parameters throughout the day was analyzed during the dry and wet seasons at two pristine sites and two other sites significantly affected by biomass burning smoke in the Amazon. The aerosol optical depth ( a at 550 nm) ranged from 0.1 to 0.2 for most of the year (wet season) over all sites. In the dry season at the pristine sites a a of about 0.5 units was observed, while about 0.8 units were measured at the degraded sites. The results show that for all analyzed sites there were 32% more cloudy pixels during the wet season than in the dry season. The relative distribution of reflectance at 0.63 m and the brightness temperature at 11 m indicate that at all sites and times of the year there is a predominance of shallow warm clouds in the Amazon. The analysis of the reflectance at 3.90 m indicated that at the four sites a reduction of the effective radius of hydrometeors in warm clouds occurs in the dry season in comparison to the wet season. The distribution of effective radius is bimodal for all sites and seasons. The diurnal variation of this bimodal distribution is consistent with processes of vertical cloud development and hydrometeor growth. This mechanism occurs differently in the pristine and degraded sites. At polluted and deforested regions the vertical development of particle sizes in the dry season occurs more slowly than in pristine ones. For the areas more affected by smoke plumes during the dry season the effective radius of drops/ice crystals of clouds with brightness temperature greater than -20°C show small changes with height, undergoing a maximum variation of 2 m in 2 hours. For the same temperature range and time interval in the dry season, clouds in cleaner environments showed a variation up to 6 m in the effective radius of particles. This result is partly compatible with conceptual models that seek to explain microphysical effects of aerosols on the size of hydrometeors. The vertical growth delay of hydrometeors is more pronounced near local solar noon and in places where the concentration of smoke aerosols is higher.

A Pequena Nuvem de Magalhães (PNM) é uma galáxia irregular e rica em gás, que juntamente com a Grande Nuvem de Magalhães (GNM) orbita a Via Láctea (VL). Elas formam um sistema triplo em constante interação. A PNM possui metalicidade baixa, e consequentemente seu meio interestelar (MI) apresenta propriedades particularmente diferentes das observadas para o MI da Galáxia. Mais do que isso, a importância do campo magnético em escalas galácticas vem sendo evidenciada cada vez mais. Então, o objetivo desta dissertação foi estudar a estrutura do campo magnético na PNM, e sua relação com componentes do MI desta galáxia. Para este fim, utilizamos dados de polarimetria no óptico, obtidos no Cerro Tololo Inter American Observatory. Construímos um catálogo polarimétrico que contém 7.207 estrelas em 28 campos distribuídos nas secções Nordeste e da Asa da PNM. Os mapas de polarização traçam o campo magnético no plano do céu diretamente, e pode-se obter sua intensidade utilizando o método de Chandrasekhar & Fermi. A partir do catálogo polarimétrico gerado neste trabalho, conseguimos observar que o campo magnético na PNM possui direção bastante irregular, porém é provável a existência de dois padrões em larga escala o primeiro alinhado com a Ponte pan-Magelânica e o segundo alinhado com a Barra da PNM. Obtivemos para o campo magnético regular Bcéu = (1,84 ± 0,11) uG e para o campo turbulento dB = (2,920 ± 0,098) uG. Esse resultado evidencia que na PNM o campo aleatório domina com relação ao de larga escala, justificando a observação de uma configuração tão irregular para os vetores de polarização. Correlacionando os mapas de polarização com estruturas presentes no MI da PNM, pudemos verificar a presença de diversos shells que podem possuir campos magnéticos da ordem de algumas dezenas de uG. Também foi possível observar ambientes onde o campo regular parece ter sido destruído pela turbulência e outros onde ele pode ainda não ter tido tempo de se formar. Derivamos a relação entre polarização e avermelhamento, e obtivemos como resultado que ela é da ordem de P/Av ~ 2, o que indica que na PNM a eficiência para polarização pode ser menor do que na Galáxia, talvez devido a alta turbulência e/ou ao fato de que nela o campo regular é muito baixo. Por fim, a partir da estimativa para as densidades de energia do campo magnético e para o movimento de rotação e de turbulência do gás, pudemos mostrar que o campo magnético possui importância dinâmica para PNM, sendo a componente turbulenta a maior responsável pela pressão magnética. / The Small Magellanic Cloud (SMC) is a gas rich irregular galaxy which, together with the Large Magellanic Cloud (LMC), orbit the Milky Way (MW). They form a triple system in constant interaction. The SMC is a metal poor galaxy and, due to this, its interstellar medium (ISM) presents different properties from the Galaxy\'s ISM. In addition to that, the importance of magnetic fields on galactic scales is being recognized nowadays. Therefore, the aim of this project was to study the magnetic field structure of the SMC and its relationship with other components of SMC\'s ISM. For this purpose we have used starlight optical polarimetric data, obtained at Cerro Tololo Inter-American Observatory. We have constructed a polarization catalog containing a total of 7,207 stars in 28 fields in the Northeast/Wing sections of the SMC. The polarimetric vector maps trace the ISM magnetic field component in the plane of the sky and one can estimate its intensity towards a given region using the Chandrasekhar & Fermi method. Making use of the polarimetric catalog from this work, we have found that the magnetic field in the SMC, although varying from region to region, nevertheless shows two large scale patterns - the first one aligned with the Magellanic Bridge and a second one aligned with the SMC\'s Bar. We derived for the regular sky-projected magnetic field a value of Bsky = (1.84 ± 0.11) uG, and for the turbulent magnetic field dB = (2.920 ± 0.098) uG. These results evidence that in the SMC the random field prevails over the large scale field, which explains the irregular configuration of the polarization vectors often seen. Correlating the polarization maps with structures present on the SMC\'s ISM, we could identify the presence of several shells which may have magnetic fields up to a few tens uG. It was also possible to observe environments where the regular field seems to have been destroyed due to turbulence, and others where it seems that the large scale magnetic field has not enough time to be formed. Studying the relationship with polarization and reddening, we have obtained a value for P/Av ~ 2, which may indicate that the polarization efficiency in the SMC is smaller than in the Galaxy, perhaps due to a higher turbulence and/or because of a smaller regular magnetic field. Lastly, we have estimated the energy density for the magnetic field and for the rotation and turbulent gas motions. We showed that the magnetic field is dynamically important in the SMC\'s ISM, and that the turbulent component is the largest contributor to the magnetic pressure.

Nos anos recentes, suavização de superfícies é um assunto de intensa pesquisa em processamento geométrico. Muitas das abordagens para suavização de malhas usam um esquema de duas etapas: filtragem de normais seguido de um passo de atualização de vértices para corresponder com as normais filtradas. Neste trabalho, propomos uma adaptação de tais esquemas de duas etapas para superfícies representadas por nuvens de pontos. Para isso, exploramos esquemas de pesos para filtrar as normais. Além disso, investigamos três métodos para estimar normais, analisando o impacto de cada método para estimar normais em todo o processo de suavização da superfície. Para uma análise quantitativa, além da comparação visual convencional, avaliamos a eficácia de diferentes opções de implementação usando duas medidas, comparando nossos resultados com métodos de suavização de nuvens de pontos encontrados a literatura / In the last years, surface denoising is a subject of intensive research in geometry processing. Most of the recent approaches for mesh denoising use a twostep scheme: normal filtering followed by a point updating step to match the corrected normals. In this work, we propose an adaptation of such two-step approaches for point-based surfaces, exploring three different weight schemes for filtering normals. Moreover, we also investigate three techniques for normal estimation, analyzing the impact of each normal estimation method in the whole point-set smoothing process. Towards a quantitative analysis, in addition to conventional visual comparison, we evaluate the effectiveness of different choices of implementation using two measures, comparing our results against state-of-art point-based denoising techniques. Keywords: surface smoothing; point-based surface; normal estimation; normal filtering.

Esta tese visa a mostrar que a comédia As Nuvens de Aristófanes (423 a.C.) possui um valor heurístico para os alunos de graduação de Pedagogia, isto é, que a obra possibilita um trabalho de cotejo de textos para a formação de um quadro complexo da educação ateniense da época. Compõe-se de duas partes, a primeira dedicada ao estudo da peça e de suas possíveis relações com o ensino da filosofia em Atenas e a segunda dedicada ao relato do trabalho com alunos, desenvolvido durante duas experiências com o Curso Experimental. A metodologia utilizada baseia-se em três pilares, a pesquisa bibliográfica, a análise textual e a aplicação experimental em sala de aula. A avaliação final do trabalho mostra que As Nuvens possui um caráter altamente heurístico e que a sua aplicação em sala de aula apresenta resultados altamente satisfatórios. / The aim of this thesis is to show that the comedy Clouds (423 b. C.) by Aristophanes has a heuristic value to the graduation students in Education, i. e., that this play allows a text comparative work in order to form a complex scene of the Athenian education at Aristophanes time. It consists of two parts, the first one shows the play study and its possible relations with the philosophy teaching at Athens and the second one is the report of the work whit graduation students, during two Experimental Course. The methodology used is founded in three cornerstones, the bibliographical research, the textual analysis and the experimental application in class. The conclusive evaluation of this work shows that The Clouds has a highly heuristic character and the use in classrooms has highly satisfactory results.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-08T17:52:56Z No. of bitstreams: 1 Josimar Viana Silva.pdf: 3468744 bytes, checksum: ef783c7080497f21342c0d482ae53427 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-08T17:52:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Josimar Viana Silva.pdf: 3468744 bytes, checksum: ef783c7080497f21342c0d482ae53427 (MD5) Previous issue date: 2013-08-07 / Nenhuma / Computação em nuvem tem se tornado mais popular. Porém, apesar das facilidades e vantagens oferecidas pela computação em nuvem, ainda há obstáculos à sua adoção por parte dos usuários e limitações na prestação dos serviços por parte dos provedores. Para que as nuvens computacionais possam ser utilizadas e ser cruciais para as operações de negócios dos usuários é essencial que estes recebam garantias dos fornecedores na entrega dos serviços. Normalmente, estas garantias são fornecidos através de SLAs (Service Level Agreements ou Acordos de Níveis de Serviço) entre os provedores e consumidores. Os atuais acordos de nível de serviço (SLAs) oferecidos por provedores de computação em nuvem são simples, estáticos e prédefinidos pelos provedores. Estes SLAs não apresentam dinamicidade na negociação e portanto não acompanham o comportamento elástico da nuvem. Serviços em nuvem estão sujeitos à flutuações de carga e violações de SLA são mais propensos a acontecer durante estas flutuações. A natureza destas flutuações são imprevisíveis e, portanto, um SLA estático para suportar essas condições não será eficiente. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo apresentar um sistema de SLA para computação em nuvem, denominado SLAd@Cloud. Este sistema trata as complexidades inerentes as características da nuvem permitindo a negociação e renegociação dinâmica do SLA baseada nos requisitos de qualidade da aplicação e o monitoramento de métricas específicas e de forma ativa e integrada ao SLA para garantir a qualidade dos serviços prestados nas nuvens computacionais. O sistema trabalha com múltiplas métricas e utilizando um sistema de qualificação baseado na metodologia de comparação par a par de Saaty realiza a priorização de ações quando ocorrem violações de métricas específicas em função dos pesos destas métricas. A avaliação se deu através de implementação de um protótipo em Java que interagiu com o framework Cloudsim, provendo interface de definição e contratação do SLA e o gerenciamento do seu ciclo de vida, mesmo após sua contratação em diferentes modelos de nuvem. Os resultados demonstraram ganhos no tempo de execução, nos custos financeiros e na taxa de sucesso de cumprimento das tarefas, superando o modelo tradicional ou que não trabalha com múltiplas métricas. / Cloud computing has become more popular. However, though the facilities and advantages offered by cloud computing, there are still obstacles to its adoption by users and limitations in the provision of services by providers. For the cloud computing can be used and be crucial to business operations of the users it is essential that they receive guarantees from suppliers in the delivery of services. Usually, these guarantees are provided through SLAs (Service Level Agreements) between providers and consumers. The current service level agreements (SLAs) offered by cloud computing providers are simple, static and predefined by providers. These SLAs have no dynamic negotiation and does not follow the elastic behavior of the cloud. Cloud services are subject to fluctuations in load and SLA violations are more likely to happen during these fluctuations. The nature of these variations are unpredictable and therefore a static SLA to withstand these conditions will not be efficient. In this sense, this work aims to present a model SLA for cloud computing called SLAd@Cloud. This model treats the complexities inherent characteristics of the cloud allowing the dynamic negotiation and renegotiation of the SLA based on the quality requirements of the application and monitoring of specific metrics and an active and integrated into the SLA to ensure the quality of services provided in the cloud computing. The model works with multiple metrics and using a system of qualification based on the methodology of pairwise comparison of Saaty, it can perform the prioritization of actions to prevent violations of specific metrics depending on the weights of these metrics. The evaluation was made through implementation of a Java prototype that interacted with the framework Cloudsim, providing interface definition and SLA hiring and managing its life cycle, even after their employment in different cloud models. The results showed gains in runtime, the financial cost and success rate of completion of the tasks, overcoming the traditional model or the model does not work with multiple metrics.

Nos anos recentes, suavização de superfícies é um assunto de intensa pesquisa em processamento geométrico. Muitas das abordagens para suavização de malhas usam um esquema de duas etapas: filtragem de normais seguido de um passo de atualização de vértices para corresponder com as normais filtradas. Neste trabalho, propomos uma adaptação de tais esquemas de duas etapas para superfícies representadas por nuvens de pontos. Para isso, exploramos esquemas de pesos para filtrar as normais. Além disso, investigamos três métodos para estimar normais, analisando o impacto de cada método para estimar normais em todo o processo de suavização da superfície. Para uma análise quantitativa, além da comparação visual convencional, avaliamos a eficácia de diferentes opções de implementação usando duas medidas, comparando nossos resultados com métodos de suavização de nuvens de pontos encontrados a literatura / In the last years, surface denoising is a subject of intensive research in geometry processing. Most of the recent approaches for mesh denoising use a twostep scheme: normal filtering followed by a point updating step to match the corrected normals. In this work, we propose an adaptation of such two-step approaches for point-based surfaces, exploring three different weight schemes for filtering normals. Moreover, we also investigate three techniques for normal estimation, analyzing the impact of each normal estimation method in the whole point-set smoothing process. Towards a quantitative analysis, in addition to conventional visual comparison, we evaluate the effectiveness of different choices of implementation using two measures, comparing our results against state-of-art point-based denoising techniques. Keywords: surface smoothing; point-based surface; normal estimation; normal filtering.

o estudo da distribuição de extinção na Galáxia e nas Nuvens de Magalhães é feito através da análise dos mapas de avermelhamento derivados da emissão 100f-Lmda poeira E(B- V)FIR de Schlegel et ai. (1998). Comparamos valores de avermelhamento E(B- V)FIR com os derivados do conteúdo estelar de 103 aglomerados abertos velhos e 150 aglomerados globulares da Galáxia. As diferenças entre os dois avermelhamentos, quando significativas, ocorrem principalmente em baixas latitudes galáticas, no sentido de que os valores E(B-V)FIR são mais altos devido à contribuição do fluxo 100f-Lmda poeira que se encontra atrás dos aglomerados. As diferenças também podem surgir por um valor de E(B-V)FIR superestimado devido aos grãos de poeira terem temperatura T> 21 K o que parece ocorrer principalmente na direção do Centro da Galáxia. Construímos um catálogo geral de nebulosas escuras unificando 15 catálogos da literatura reunindo~ 6300 itens. Após cruzamentos, o catálogo unificado contém 4956 nebulosas escuras. Medimos valores de E(B-V)PIR no centro destas nebulosas escuras e amostramos seus arredores. Encontramos contraste preferencialmente para nebulosas escuras a médias e altas latitudes galáticas. Nebulosas escuras próximas ao Plano Galático apresentam flutuações maiores nos valores de E(B- V)FIR nos arredores, devido às contribuições de densidade de coluna de poeira das nebulosas e meio difuso acumulados em profundidade ao longo da linha de visada. Utilizamos a fotometria JHKs do 2MASS para obter mapas de extinção em regiões candidatas a regiões de baixa extinção (janelas) na direção do Bojo Galático Confirmamos a existência das janelas e encontramos uma grande semelhança entre os mapas de extinção na banda K derivados a partir do conteúdo estelar e os derivados da emissão da poeira. Tal semelhança na distribuição do avermelhamento nos mapas se deve à maior parte das nuvens de poeira estar localizada entre nós e as estrelas do Bojo. Realizamos a busca de aglomerados infravermelhos jovens compactos (semelhantes aos aglomerados Arches e Quintuplet) próximo ao Centro Galático utilizando o Atlas de imagens JHKs do 2MASS. Encontramos 58 candidatos a aglomerados, importantes alvos para grande telescópios. Nas direções das Nuvens de Magalhães, testamos os valores de E(B- V)FIR nas linhas de visada de galáxias de fundo comparando esses valores com os avermelhamentos derivados através dos espectros observados das galáxias. A obtenção do avermelhamento foi feita comparando a distribuição de contínuo dos espectros das galáxias observadas na direção das Nuvens com o contínuo de espectros médios de semelhante população estelar (formados por galáxias em altas latitudes galáticas) corrigidos por extinção . O avermelhamento foi derivado para 36 galáxias projetadas sobre as Nuvens de Magalhães e obtivemos um avermelhamento médio total (galático + interno) de E(B-V) = 0.12 para a Grande Nuvem e E(B-V) = 0.05 para Pequena Nuvem, sendo o avermelhamento interno estimado em E(B- V)i = 0.06 e E(B- V)i = 0.04 para Grande e Pequena Nuvem respectivamente. Para 86 % da amostra obtivemos uma boa concordância entre os valores de avermelhamento espectroscópicos e os derivados da emissão da poeira Os casos de diferenças significativas foram interpretados como devidos à distribuição de poeira ter uma escala menor que a resolução dos mapas de avermelhamento E(B-V)FIR ou ao superaquecimento da poeira, como ocorre principalmente na direção do Centro Galático. As presentes análises da extinção através da Galáxia e das Nuvens de Magalhães fornecem evidências da importância, utilidade e algumas limitações dos mapas de poeira de Schlegel et aI. (1998) para estudos galáticos e extragaláticos.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-09-06T18:32:40Z No. of bitstreams: 1 DissMRC.pdf: 1562148 bytes, checksum: 9921840ad67ef82d956e399ab96dd78c (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-09-25T16:56:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMRC.pdf: 1562148 bytes, checksum: 9921840ad67ef82d956e399ab96dd78c (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-09-25T16:56:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMRC.pdf: 1562148 bytes, checksum: 9921840ad67ef82d956e399ab96dd78c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-25T17:05:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMRC.pdf: 1562148 bytes, checksum: 9921840ad67ef82d956e399ab96dd78c (MD5) Previous issue date: 2017-02-13 / Outra / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) / With the evolution of next generation sequencing devices, the cost for obtaining genomic data has significantly reduced. With reduced costs for sequencing, the amount of genomic data to be processed has increased exponentially. Such data growth supersedes the rate at which computing power can be increased year after year by the hardware and software evolution. Thus, the higher rate of data growth in bioinformatics raises the need for exploiting more efficient and scalable techniques based on parallel and distributed processing, including platforms like Clusters, and Cloud Computing. BLAST is a widely used tool for genomic sequences alignment, which has native support for multicore-based parallel processing. However, its scalability is limited to a single machine. On the other hand, Cloud computing has emerged as an important technology for supporting rapid and elastic provisioning of large amounts of resources. Current frameworks like Apache Hadoop and Apache Spark provide support for the execution of distributed applications. Such environments provide mechanisms for embedding external applications in order to compose large distributed jobs which can be executed on clusters and cloud platforms. In this work, we used Spark to support the high scalable and efficient parallelization of BLAST (Basic Local Alingment Search Tool) to execute on dozens to hundreds of processing cores on a cloud platform. As result, our prototype has demonstrated better performance and scalability then CloudBLAST, a Hadoop based parallelization of BLAST. / Com a redução dos custos e evolução dos mecanismos que efetuam o sequenciamento genômico, tem havido um grande aumento na quantidade de dados referentes aos estudos da genomica. O crescimento desses dados tem ocorrido a taxas mais elevadas do que a industria tem conseguido aumentar o poder dos computadores a cada ano. Para melhor atender a necessidade de processamento e analise de dados em bioinformatica faz-se o uso de sistemas paralelos e distribuídos, como por exemplo: Clusters, Grids e Nuvens Computacionais. Contudo, muitas ferramentas, como o BLAST, que fazem o alinhamento entre sequencias e banco de dados, nao foram desenvolvidas para serem processadas de forma distribuída e escalavel. Os atuais frameworks Apache Hadoop e Apache Spark permitem a execucao de aplicacoes de forma distribuída e paralela, desde que as aplicacoes possam ser devidamente adaptadas e paralelizadas. Estudos que permitam melhorar desempenho de aplicacoes em bioinformatica tem se tornado um esforço contínuo. O Spark tem se mostrado uma ferramenta robusta para processamento massivo de dados. Nesta pesquisa de mestrado a ferramenta Apache Spark foi utilizada para dar suporte ao paralelismo da ferramenta BLAST (Basic Local Alingment Search Tool). Experimentos realizados na nuvem Google Cloud e Microsoft Azure demonstram desempenho (speedup) obtido foi similar ou melhor que trabalhos semelhantes ja desenvolvidos em Hadoop.

o estudo da distribuição de extinção na Galáxia e nas Nuvens de Magalhães é feito através da análise dos mapas de avermelhamento derivados da emissão 100f-Lmda poeira E(B- V)FIR de Schlegel et ai. (1998). Comparamos valores de avermelhamento E(B- V)FIR com os derivados do conteúdo estelar de 103 aglomerados abertos velhos e 150 aglomerados globulares da Galáxia. As diferenças entre os dois avermelhamentos, quando significativas, ocorrem principalmente em baixas latitudes galáticas, no sentido de que os valores E(B-V)FIR são mais altos devido à contribuição do fluxo 100f-Lmda poeira que se encontra atrás dos aglomerados. As diferenças também podem surgir por um valor de E(B-V)FIR superestimado devido aos grãos de poeira terem temperatura T> 21 K o que parece ocorrer principalmente na direção do Centro da Galáxia. Construímos um catálogo geral de nebulosas escuras unificando 15 catálogos da literatura reunindo~ 6300 itens. Após cruzamentos, o catálogo unificado contém 4956 nebulosas escuras. Medimos valores de E(B-V)PIR no centro destas nebulosas escuras e amostramos seus arredores. Encontramos contraste preferencialmente para nebulosas escuras a médias e altas latitudes galáticas. Nebulosas escuras próximas ao Plano Galático apresentam flutuações maiores nos valores de E(B- V)FIR nos arredores, devido às contribuições de densidade de coluna de poeira das nebulosas e meio difuso acumulados em profundidade ao longo da linha de visada. Utilizamos a fotometria JHKs do 2MASS para obter mapas de extinção em regiões candidatas a regiões de baixa extinção (janelas) na direção do Bojo Galático Confirmamos a existência das janelas e encontramos uma grande semelhança entre os mapas de extinção na banda K derivados a partir do conteúdo estelar e os derivados da emissão da poeira. Tal semelhança na distribuição do avermelhamento nos mapas se deve à maior parte das nuvens de poeira estar localizada entre nós e as estrelas do Bojo. Realizamos a busca de aglomerados infravermelhos jovens compactos (semelhantes aos aglomerados Arches e Quintuplet) próximo ao Centro Galático utilizando o Atlas de imagens JHKs do 2MASS. Encontramos 58 candidatos a aglomerados, importantes alvos para grande telescópios. Nas direções das Nuvens de Magalhães, testamos os valores de E(B- V)FIR nas linhas de visada de galáxias de fundo comparando esses valores com os avermelhamentos derivados através dos espectros observados das galáxias. A obtenção do avermelhamento foi feita comparando a distribuição de contínuo dos espectros das galáxias observadas na direção das Nuvens com o contínuo de espectros médios de semelhante população estelar (formados por galáxias em altas latitudes galáticas) corrigidos por extinção . O avermelhamento foi derivado para 36 galáxias projetadas sobre as Nuvens de Magalhães e obtivemos um avermelhamento médio total (galático + interno) de E(B-V) = 0.12 para a Grande Nuvem e E(B-V) = 0.05 para Pequena Nuvem, sendo o avermelhamento interno estimado em E(B- V)i = 0.06 e E(B- V)i = 0.04 para Grande e Pequena Nuvem respectivamente. Para 86 % da amostra obtivemos uma boa concordância entre os valores de avermelhamento espectroscópicos e os derivados da emissão da poeira Os casos de diferenças significativas foram interpretados como devidos à distribuição de poeira ter uma escala menor que a resolução dos mapas de avermelhamento E(B-V)FIR ou ao superaquecimento da poeira, como ocorre principalmente na direção do Centro Galático. As presentes análises da extinção através da Galáxia e das Nuvens de Magalhães fornecem evidências da importância, utilidade e algumas limitações dos mapas de poeira de Schlegel et aI. (1998) para estudos galáticos e extragaláticos.