As necessidades computacionais de experimentos científicos muitas vezes exigem computadores potentes. Uma forma alternativa de obter esse processamento é aproveitar o processamento ocioso de computadores pessoais de modo voluntário. Essa técnica é conhecida como computação voluntária e possui grande potencial na ajuda aos cientistas. No entanto existem diversos fatores que podem reduzir sua eficiência quando aplicada a experimentos científicos complexos, por exemplo, aqueles que envolvem processamento de longa duração, uso de dados de entrada ou saída muito grandes, etc. Na tentativa de solucionar alguns desses problemas surgiram abordagens que aplicam conceitos de computação ponto-a-ponto. Neste projeto foram especificados, desenvolvidos e testados um ambiente e um escalonador de atividades que aplicam conceitos de computação ponto-a-ponto à execução de workflows com computação voluntária. Quando comparado com a execução local de atividades e com a computação voluntária tradicional houve melhoras em relação ao tempo de execução (até 22% de redução quando comparada com a computação voluntária tradicional nos testes mais complexos) e em alguns casos também houve uma redução no consumo de banda de upload do servidor de até 62%. / The computational needs of scientific experiments often require powerful computers. One alternative way to obtain this processing power is taking advantage of the idle processing of personal computers as volunteers. This technique is known as volunteer computing and has great potential in helping scientists. However, there are several issues which can reduce the efficiency of this approach when applied to complex scientific experiments, such as, the ones with long processing time, very large input or output data, etc. In an attempt to solve these problems some approaches based on P2P concepts arisen. In this project a workflow execution environment and a scheduler of activities were specified, developed and tested applying P2P concepts in the workflows execution using volunteer computing. When compared with the local execution of activities and traditional volunteer computing was the execution time was improved (until 22% of reduction when compared with the traditional volunteer computing in the most complex tests) and in some cases there was also a reduction of the server upload bandwidth use of until 62%.

As necessidades computacionais de experimentos científicos muitas vezes exigem computadores potentes. Uma forma alternativa de obter esse processamento é aproveitar o processamento ocioso de computadores pessoais de modo voluntário. Essa técnica é conhecida como computação voluntária e possui grande potencial na ajuda aos cientistas. No entanto existem diversos fatores que podem reduzir sua eficiência quando aplicada a experimentos científicos complexos, por exemplo, aqueles que envolvem processamento de longa duração, uso de dados de entrada ou saída muito grandes, etc. Na tentativa de solucionar alguns desses problemas surgiram abordagens que aplicam conceitos de computação ponto-a-ponto. Neste projeto foram especificados, desenvolvidos e testados um ambiente e um escalonador de atividades que aplicam conceitos de computação ponto-a-ponto à execução de workflows com computação voluntária. Quando comparado com a execução local de atividades e com a computação voluntária tradicional houve melhoras em relação ao tempo de execução (até 22% de redução quando comparada com a computação voluntária tradicional nos testes mais complexos) e em alguns casos também houve uma redução no consumo de banda de upload do servidor de até 62%. / The computational needs of scientific experiments often require powerful computers. One alternative way to obtain this processing power is taking advantage of the idle processing of personal computers as volunteers. This technique is known as volunteer computing and has great potential in helping scientists. However, there are several issues which can reduce the efficiency of this approach when applied to complex scientific experiments, such as, the ones with long processing time, very large input or output data, etc. In an attempt to solve these problems some approaches based on P2P concepts arisen. In this project a workflow execution environment and a scheduler of activities were specified, developed and tested applying P2P concepts in the workflows execution using volunteer computing. When compared with the local execution of activities and traditional volunteer computing was the execution time was improved (until 22% of reduction when compared with the traditional volunteer computing in the most complex tests) and in some cases there was also a reduction of the server upload bandwidth use of until 62%.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-06T14:42:22Z No. of bitstreams: 1 tadeumoreiradeclasse.pdf: 5636803 bytes, checksum: a28f2a0488598d50967e649ffd80c56e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-07T11:02:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tadeumoreiradeclasse.pdf: 5636803 bytes, checksum: a28f2a0488598d50967e649ffd80c56e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T11:02:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tadeumoreiradeclasse.pdf: 5636803 bytes, checksum: a28f2a0488598d50967e649ffd80c56e (MD5) Previous issue date: 2014-03-13 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Grandes mudanças estão acontecendo no contexto de pesquisas científicas. Em particular, existe uma maior colaboração entre os pesquisadores, o que leva ao aumento do uso de técnicas de processamento e a necessidade de compartilhar resultados e observações, e a partir disso, construir e executar modelos científicos. Entretanto, encontrar e/ou especificar aplicações científicas não é tão trivial e muitos cientistas não possuem o conhecimento computacional necessário para compor seus estudos experimentais. Nesse sentido, utilizando tecnologias como web semântica e redes ponto a ponto aplicados ao contexto de e-Science, o objetivo desta dissertação é desenvolver uma plataforma de acesso onde os pesquisadores possam trabalhar com informações heterogêneas, acessando comunidades científicas de acordo com seus interesses, e criar novos experimentos baseados na composição de serviços web semânticos. Este trabalho apresenta a abordagem e-ScienceNet, que é uma rede ponto a ponto semântica para auxiliar os cientistas em suas pesquisas. A partir da proposta arquitetural, um protótipo foi especificado e utilizado em quatro provas de conceito. Por meio das provas de conceito foi possível obter indícios da viabilidade do uso da e-ScienceNet, auxiliando e facilitando o desenvolvimento de experimentos científicos pelos cientistas, fornecendo ainda, mecanismos de compartilhamento e pesquisa de recursos. Porém, uma avaliação criteriosa em um ambiente real ainda é necessária. / Significant changes are occurring in scientific scenario. In particular, there is a higher collaboration among the researchers, which leads to increase the use of processing techniques and the necessity of sharing results and observations, and with that, building and executing scientific experiments. However, finding and/or specifying scientific applications is not trivial and many scientists lack the computational knowledge necessary to compose their experiments Using technologies as semantic web and peer to peer networks in the eScience context, the objective of this work is to develop a platform where the researchers can work with heterogeneous information, accessing scientific communities according to their interests, and creating new experiments based on composition of semantic web services. This work presents the e-ScienceNet approach, which is a semantic peer to peer network, to help scientists in their research. Considering the architectural model, a prototype was specified, which was used in four "Proof of Concept" (PoC). These proofs of concepts aims to obtain evidences of the viability of the use of this proposal on scientific scenarios. From these proofs of concepts, it was possible to obtain evidences of the viability of use of the e-ScienceNet, assisting and facilitating the development of scientific experiments while still providing mechanisms for sharing and searching for resources. However, an evaluation in a real environment is still needed.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2015-12-01T11:18:53Z No. of bitstreams: 1 vitorfreitasesouza.pdf: 4838221 bytes, checksum: 593f759949de45c0b044f62ba94f9a1a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-01T11:18:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 vitorfreitasesouza.pdf: 4838221 bytes, checksum: 593f759949de45c0b044f62ba94f9a1a (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / A concepção de workflows científicos é uma abordagem amplamente utilizada no contexto de e-Science e experimentação científica. Existem muitas pesquisas voltadas para o gerenciamento e execução de experimentos baseados em workflows. No entanto, experimentos complexos envolvem interações entre pesquisadores geograficamente distribuídos, demandando utilização de grandes volumes de dados, serviços e recursos computacionais distribuídos. Este cenário categoriza um ecossistema de experimentação científica. Para conduzir experimentos neste contexto, cientistas precisam de uma arquitetura flexível, extensível e escalável. Durante o processo de experimentação, informações valiosas podem ser perdidas e oportunidades de reutilização de recursos e serviços desperdiçadas, caso a arquitetura de ecossistema para e-Science não considere estes aspectos. Com o objetivo de tratar a flexibilidade, a extensibilidade e a escalabilidade de plataformas de ecossistemas, este trabalho apresenta uma arquitetura orientada a serviços apoiada por uma rede ponto a ponto, desenvolvida para tratar as etapas do ciclo de vida de um experimento científico. Este trabalho apresenta como contribuições uma arquitetura para ecossistemas de software científico, a implementação desta arquitetura, bem como a sua avaliação. / The conception of scientific workflows is a widely used approach in the context of e- Science and scientific experimentation. There are many researches about the management and execution of experiments based on workflows. However, scientific experiments involve complex interactions between geographically distributed researchers, requiring the usage of large amount of data, services and distributed computing resources. This scenario categorizes a scientific experimentation ecosystem. In order to carry out experiments in this context researchers need an architecture for e-Science that supports flexibility, extensibility and scalability. During the experimentation process, valuable information can be unexploited and reusing opportunities of resources and services could be lost if the ecosystem architecture for e-Science does not consider previous mentioned requirements. In order to address the flexibility, extensibility and scalability of ecosystems platforms, this dissertation presents a service-oriented architecture supported by a peer-to-peer network. It was developed to support life-cycle stages of a scientific experiment. This work also presents, as contributions, an architecture to support experiments execution of scientific software ecosystems, the implementation of this architecture, as well as its evaluation.

In this work we introduce a peer-to-peer approach for in-flight entertainment video on-demand systems. Such applications are traditional ways for the airline to improve profit from its operation and attract customers. We outline how a peer-to-peer system should be organized to address this specific application and reduce operational costs for the airline. Furthermore, we discuss in details the problem of content discovery that rises in such environment and propose two feasible solutions. These solutions are analyzed in the terms of network bandwidth demand and amount of data transmitted over the network infrastructure. Our conclusions show that the content location problem can be solved without significant use of bandwidth, and ultimately the peer-to-peer paradigm is a worth-taking and feasible path for the next in-flight entertainment system generations.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-06T18:14:11Z No. of bitstreams: 1 vitorfreitasesouza.pdf: 4838221 bytes, checksum: 593f759949de45c0b044f62ba94f9a1a (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-07T13:31:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 vitorfreitasesouza.pdf: 4838221 bytes, checksum: 593f759949de45c0b044f62ba94f9a1a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T13:31:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 vitorfreitasesouza.pdf: 4838221 bytes, checksum: 593f759949de45c0b044f62ba94f9a1a (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A concepção de workflows científicos é uma abordagem amplamente utilizada no contexto de e-Science e experimentação científica. Existem muitas pesquisas voltadas para o gerenciamento e execução de experimentos baseados em workflows. No entanto, experimentos complexos envolvem interações entre pesquisadores geograficamente distribuídos, demandando utilização de grandes volumes de dados, serviços e recursos computacionais distribuídos. Este cenário categoriza um ecossistema de experimentação científica. Para conduzir experimentos neste contexto, cientistas precisam de uma arquitetura flexível, extensível e escalável. Durante o processo de experimentação, informações valiosas podem ser perdidas e oportunidades de reutilização de recursos e serviços desperdiçadas, caso a arquitetura de ecossistema para e-Science não considere estes aspectos. Com o objetivo de tratar a flexibilidade, a extensibilidade e a escalabilidade de plataformas de ecossistemas, este trabalho apresenta uma arquitetura orientada a serviços apoiada por uma rede ponto a ponto, desenvolvida para tratar as etapas do ciclo de vida de um experimento científico. Este trabalho apresenta como contribuições uma arquitetura para ecossistemas de software científico, a implementação desta arquitetura, bem como a sua avaliação. / The conception of scientific workflows is a widely used approach in the context of eScience and scientific experimentation. There are many researches about the management and execution of experiments based on workflows. However, scientific experiments involve complex interactions between geographically distributed researchers, requiring the usage of large amount of data, services and distributed computing resources. This scenario categorizes a scientific experimentation ecosystem. In order to carry out experiments in this context researchers need an architecture for e-Science that supports flexibility, extensibility and scalability. During the experimentation process, valuable information can be unexploited and reusing opportunities of resources and services could be lost if the ecosystem architecture for e-Science does not consider previous mentioned requirements. In order to address the flexibility, extensibility and scalability of ecosystems platforms, this dissertation presents a service-oriented architecture supported by a peer-to-peer network. It was developed to support life-cycle stages of a scientific experiment. This work also presents, as contributions, an architecture to support experiments execution of scientific software ecosystems, the implementation of this architecture, as well as its evaluation.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-22T19:11:26Z No. of bitstreams: 1 edsonbrunonovais.pdf: 2331943 bytes, checksum: 8120e1755bb41cf7f2d45dd996308c9c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T19:25:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 edsonbrunonovais.pdf: 2331943 bytes, checksum: 8120e1755bb41cf7f2d45dd996308c9c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T19:25:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 edsonbrunonovais.pdf: 2331943 bytes, checksum: 8120e1755bb41cf7f2d45dd996308c9c (MD5) Previous issue date: 2012-08-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Atualmente estão acontecendo significativas mudanças na natureza do processo de pesquisa científica. Em particular, tem-se uma maior colaboração entre grandes grupos de pesquisadores, o que leva a um aumento no uso de técnicas de processamento de informação, e uma maior necessidade de compartilhar resultados e observações entre os participantes do processo. Utilizando tecnologias como Redes Ponto a Ponto e Web Semântica, conseguimos criar um único ponto de acesso a bases de conhecimento dispersas e aplicações científicas distribuídas, onde os cientistas possam trabalhar com informações heterogêneas e criar comunidades científicas de acordo com suas especialidades e interesses. Este trabalho apresenta a e-ScienceNet, uma arquitetura de suporte ao armazenamento, compartilhamento e execução de experimentos científicos em uma Rede Ponto a Ponto Semântica científica. Para tal, desenvolvemos um protótipo que realiza a interação entre os diferentes nós da rede nas distintas comunidades científicas semânticas. / Currently, there are taking place significant changes in the nature of scientific research. In particular, there is a greater collaboration among large groups of researchers, which leads to an increase in the use of information processing techniques, and a greater need to share results and observations among the participants in the process. Using technologies such as Peer to Peer Networks and the Semantic Web, we can create a single point of access to distributed knowledge bases and scientific applications, where scientists can work with heterogeneous information and create scientific communities according to their specialties and interests. This work presents the e-ScienceNet as an architecture that support the storage, share and execution of scientific experiments in a scientific Semantic Peer to Peer Network. To this end, we developed a prototype that performs the interaction between the different network nodes in different semantic scientific communities.