Um espaço de tuplas tem como função criar uma abstração de memória compartilhada sobre um sistema distribuído. Por propiciar modelos de programação muito simples e com baixo acoplamento entre os elementos do sistema, espaços de tuplas têm sido empregados na construção de sistemas distribuídos complexos. O espaço de tuplas JavaSpaces é um dos mais populares espaços de tuplas para a linguagem Java. Ele tem como características relevantes a conformidade a objetos, a persistência e o emprego de transações. As atuais implementações de JavaSpaces apresentam restrições como: complexidade de configuração, limitação de alcance e não serem abertas. Por “complexidade de configuração" entende-se ter que usar boa parte da infra-estrutura Jini (feita para facilitar o desenvolvimento e administração de sistemas distribuídos) e o Remote Method Invocation (mecanismo de chamadas remotas padrão no ambiente Java), mesmo quando eles seriam dispensáveis. Por "limitação de alcance", entende-se não poder usar as implementações sobre redes amplas, como a Internet. Por “não ser aberto" entende-se que: ou o código fonte não está disponível ou o código fonte e o aplicativo são distribuídos por licenças de software proprietárias ou o uso do software requer algum componente proprietário. Um projeto de espaço de tuplas em conformidade com a especificação JavaSpaces e que busca contornar as restrições acima é apresentado neste trabalho. São destaques do projeto proposto: 1. Dispensar o Remote Method Invocation pois utiliza sockets diretamente; 2. Implementar a persistência sobre bases de dados relacionais; 3. Suscitar o emprego de um mecanismo direto para obtenção de proxies Jini. As características 1 e 3 simplificam a configuração do espaço de tuplas e viabilizam o seu emprego da Internet. A característica 2 viabiliza uma implementação baseada em software aberto. Um protótipo foi implementado para verificar as idéias propostas.

Nos últimos anos, houve um aumento da complexidade e variedade de serviços disponíveis na Internet, fato que tem levado à busca por técnicas eficientes de roteamento de requisições de um cliente ao melhor servidor disponível, sendo uma delas conhecida como application layer anycast (ALA). O objetivo deste mestrado é elaborar meios eficientes de prover anycast na camada de aplicação com qualidade de serviço no contexto de computação em nuvem. Para atingir esse objetivo, um novo sistema foi proposto (GALA, Global Application Layer Anycast). Ele herda características de um outro sistema existente e emprega a geolocalização como diferencial, a fim de melhorar o desempenho geral do algoritmo. Experimentos foram realizados por meio de simulação e os resultados mostraram que esse novo sistema, comparado ao algoritmo herdado, mantém a eficiência das requisições realizadas pelos clientes e diminui consideravelmente o tempo de latência dessas operações. Ainda, o sistema proposto foi desenvolvido em um ambiente real a fim de fortalecer os resultados das simulações. Com os resultados obtidos, o sistema modelado foi validado e sua eficácia confirmada. / In the past years, the complexity and variety of available services expanded in the Internet, fact that is drawing attention of many researchers that wish to find out efficient techniques of routing client requests to the closest server, being one of them known as application layer anycast (ALA). Thus, the objective of this research is to elaborate ways to offer application layer anycast that are scalable and select the closest servers with the shortest latency possible, in the context of cloud computing. To achieve this goal, a new system was proposed (GALA, Global Application Layer Anycast). It inherits features from an existing system and applies geolocation to improve its overall performance. Simulation results indicated that the new system, compared to its antecessor, has the same efficiency but decreases considerably the requests latency. Yet, the proposed system was deployed in a real environment to strengthen the simulations results. With the obtained data, the modeled system was validated and its efficiency confirmed.

As aplicações de Realidade Virtual imergem o usuário em um ambiente virtual simulado, denominado Ambiente Virtual. A simulação de Ambientes Virtuais é um processo intensivo, o qual pode ser drasticamente limitado se for restrito a apenas um computador. É possível, através da distribuição, aumentar-se o tamanho e a abrangência destes sistemas, permitindo que múltiplos usuários interajam entre si e com o ambiente. Estes ambientes virtuais são conhecidos como Ambientes Virtuais Distribuídos. A construção de Ambientes Virtuais Distribuídos é uma tarefa complexa, principalmente quando são levados em consideração, aspectos como a estruturação da comunicação ao nível de processo, a escalabilidade, a interoperabilidade e o reuso de seus componentes. Tais aspectos são, também, enfatizados, através da Tecnologia de Objetos Distribuídos, cujo maior representante atual é a Arquitetura CORBA (Common Object Kequest Broker Architecture). Assim, neste contexto, este trabalho apresenta um estudo e uma metodologia para a construção de Ambientes Virtuais Distribuídos que utilizem a Arquitetura CORBA como infra-estrutura de alto nível para a comunicação e sincronização entre seus objetos. Buscou-se, também, apresentar os elementos teóricos e práticos desta abordagem, através da implantação de três protótipos, os quais formaram uma base comparativa para o estudo da viabilidade das idéias usadas. / Virtual Reality applications immerge the user in a simulated virtual environment entitled Virtual Environment that is an intensive process which can be drastically limited if restricted to a single computer. It is possible to enlarge the size and reach of these systems through distribution to allow multiple users to Interact among themselves and with the environment. These virtual environments are known as Distributed Virtual Environments. Their construction is a complex task, mainly when aspects such as communication structuring at the process level, scalability, interoperability and reuse of their components are taken into consideration. Such aspects are also emphasized through Distributed Objects Technology, being CORBA (Common Object Request Broker Architecture) currently the biggest representative. Thus, in this context, this thesis presents a study and methodology for the construction of Distributed Virtual Environments which utilize CORBA architecture as a high-level structure for the communication and synchronization among their objects. Last but not least, the aim of this thesis was also to present theoretical and practical elements of this approach, by implementing three prototypes, which formed a comparative basis to study the viability of the ideas hereby used.

A complexidade dos sistemas de visualização imersivos pode variar tremendamente conforme a sua aplicação. Algumas ferramentas mais simples fazem uso de um único óculos de Realidade Virtual como infraestrutura de visualização. No entanto, aplicações mais complexas, como simuladores e outras ferramentas de treinamento, podem necessitar de uma infraestrutura distribuída, contendo diversos computadores e telas. Alguns simuladores e outras aplicações de treinamento fazem uso frequente de periféricos sofisticados de interação, que reproduzem de maneira fiel os elementos encontrados no cenário real. Além disto, o espaço de treinamento pode ser compartilhado por dois ou mais usuários. Estes requisitos acabam por impor o uso de sistemas de visualização complexos e distribuídos, que visam cobrir de maneira quase completa o campo de vis~ao destes usuários. Por causa das características deste tipo de sistema, as aplicações desenvolvidas nestes cenários são inerentemente complexas, pois frequentemente consideram aspectos específicos da infraestrutura para realizar a distribuição e o sincronismo da cena virtual. Esta complexidade dificulta o desenvolvimento, a manutenção e a interoperabilidade destas ferramentas. Este trabalho apresenta uma arquitetura de comunicação para promover o uso de sistemas imersivos de forma simples e transparente para as aplicações, viabilizando o uso de infraestruturas complexas e distribuídas. A arquitetura proposta utiliza o mecanismo de substituição do driver OpenGL para obter, de forma automática, a distribuição do aspecto gráfico das aplicações. Apesar deste conceito já ter sido discutido na literatura, esta proposta apresenta um conjunto de técnicas para contornar as limitações inerentes desta abordagem e obter ganhos de desempenho significativos, com resultados consistentes em um amplo conjunto de infraestruturas. As técnicas apresentadas neste trabalho sugerem, entre outras coisas, o uso de recursos modernos do padrão OpenGL para reduzir o volume de comunicação entre CPU e GPU. Um dos recursos avaliados foi o uso de mecanismos de renderização indireta, onde a aplicação armazena os comandos de renderização na memória da placa gráfica. Juntamente com esta técnica, o trabalho também investigou o uso de um algoritmo de culling na própria GPU, o que permitiu que esta otimização fosse utilizada mesmo em sistemas com arranjos mais complexos de tela. Os resultados obtidos mostram que a aplicação pode exibir o seu conteúdo em um conjunto amplo de sistemas imersivos, contendo mais resolução e mais geometria visível, sem deteriorar o seu desempenho. Os testes foram conduzidos em diferentes infraestruturas e com cenas de tamanhos variáveis. Nos casos mais complexos, as técnicas propostas podem reduzir em 86% o tempo médio de renderização, quando comparadas com as abordagens tradicionais. / The complexity of immersive visualization systems can vary tremendously depending on their application. Some simple tools might only require a conventional virtual reality goggle as a visualization infrastructure. However, more complex applications, such as simulators and other training tools, might require a distributed infrastructure, containing several computers and screens. Some training applications and simulators invariably make use of physical peripherals for interaction, which are designed to faithfully reproduce the elements found in real scenarios. Furthermore, the training area may be shared by two or more users. These requirements usually impose the use of complex and distributed imaging systems, which are intended to cover almost the entire field of view of the users involved. Because of the characteristics of this type of system, the applications developed for these infrastructures are inherently complex. They are required to consider specific aspects of the infrastructure itself to carry out the distribution and synchronization of the virtual scene. This complexity hampers the development, maintenance and interoperability of these tools. This work presents a communication architecture to promote the use of immersive systems by allowing applications to use complex and distributed infrastructures in a simple and transparent way. The proposed architecture uses the approach of replacing the OpenGL driver to transparently achieve graphics distribution. Although this has already been discussed in the literature, this document presents a set of techniques to overcome the inherent limitations of this approach and ultimately achieve significant performance gains, with consistent results across a broad range of infrastructures. The techniques presented here suggest, among other things, the use of modern features of the OpenGL standard to reduce the communication overhead between CPU and GPU. One of the features evaluated was the usage of indirect rendering, where the application stores all the rendering commands in the graphics card dedicated memory. Along with this feature, the work also investigated the use of a culling algorithm on the GPU itself, which allowed this optimization to be used even on systems containing screens with a more complex layout. The results show that the application can render its content in a wide range of immersive systems, with higher resolution and more visible geometry, without degrading its performance. The tests were conducted at different infrastructures and scenes with variable sizes. In the more complex use cases, the proposed techniques can reduce by up to 86% the average rendering time, when compared to the traditional approaches.

Dissertação apresentada para obtenção parcial do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de especialização de Informática Industrial), na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor João José Pinto Ferreira

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informátca e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor José Manuel de Araújo Baptista Mendonça

Dissertação apresentada para obtenção parcial do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor José António Ruela Simões Fernandes

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000423449-Texto+Completo-0.pdf: 2106064 bytes, checksum: 102730c0bb44732b8114cf718cdebb93 (MD5) Previous issue date: 2009 / The globalization has been causing structural changes in the government organizations, private companies and in the third sector, and these organizations aim at being adapted to such reality. Those alterations are reflected in the software development organizations which, in the last years, have experimented, through the model of software distributed development, their adaptation to the global market. This brings new challenges, problems - risks - that need to be identified and properly managed. In this sense, this work introduces a model for organizations which work with software distributed development, having as main objective, helping to identify and to analyze the risks involved in the software distributed project. It also proposes the risk management properly aligned between the global unit (head office) and the distributed unit (branch), the project executor, highlighting that the success of this depends on the success of the actions executed in both units. The model is an extension of the proposal of risk management of the Software Engineering Institute - SEI, that recommends a continuous and interactive process for the risk management, supported by a process of coordination and communication during the life cycle of the project. In this work the result of the application of the proposed model is also presented, through the analysis of the results of a case study of the application of the model by a software distributed development company. / A globalização tem causado mudanças estruturais nas organizações governamentais, empresas privadas e no terceiro setor, e estas organizações buscam adaptar-se a tal realidade. Essas alterações refletem nas organizações de desenvolvimento de software, que nos últimos anos têm experimentado, através do modelo de desenvolvimento distribuído de software, sua adaptação ao mercado global. Isto traz novos desafios, problemas – riscos – que precisam ser identificados e devidamente gerenciados. Neste sentido este trabalho apresenta um modelo para organizações que trabalham com desenvolvimento distribuído de software, tendo como objetivo principal o auxílio na identificação e análise dos riscos envolvidos no projeto distribuído de software. O mesmo propõe o gerenciamento de riscos devidamente alinhado entre a unidade global (matriz) e a unidade distribuída (filial) executora do projeto, destacando que o sucesso deste depende do sucesso das ações executadas em ambas as unidades. O modelo é uma extensão da proposta de gerência de riscos do Instituto de Engenharia de Software – SEI, que preconiza um processo contínuo e interativo para o gerenciamento de riscos, suportado por um processo de coordenação e comunicação durante o ciclo de vida do projeto. Neste trabalho ainda é apresentado o resultado da aplicação do modelo proposto, através da análise dos resultados de um estudo de caso da aplicação do modelo por uma empresa de desenvolvimento distribuído de software.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000424004-Texto+Completo-0.pdf: 1341745 bytes, checksum: 512c3632850f9466f0d8d4864c026768 (MD5) Previous issue date: 2010 / The growing advance in computers processing power provides the means to design and run high performance applications. But depending on the application, there is also the need to efficiently store and access large amounts of data. Applications focused on science, engineering, data mining and simulation of natural events are some examples that require high I/O throughput. Linux clusters and distributed file systems are generally used in these scenarios. However, traditional distributed file systems, like NFS, are not suitable for data-intensive applications. The centralized architecture of such systems limits the performance and scalability of the application. Based on this, several parallel file systems were designed with the purpose of alleviating the bottleneck created in data access. Among these systems is Lustre, a parallel file system widely used by the high performance community. In this work, an evaluation of Lustre on a small scale Linux cluster is carried out. The evaluation aims to identify which factors affect the performance of the parallel file system, and how it behaves under typical parallel applications workloads. The results showed that Lustre is a file system suitable for all the evaluated application classes. However, to achieve good performance processes should try to maximize contiguous access to files. In that way, is possible to take advantage of the optimizations provided by Lustre, like the client cache and read-ahead mechanism. / O crescente avanço na capacidade de processamento dos computadores fornece meios para projetar e executar aplicações com demandas cada vez maiores. Contudo, dependendo da aplicação, há também a necessidade de acessar e armazenar grandes porções de dados de forma eficiente. Aplicações voltadas à ciência, engenharia, mineração de dados e simulações de eventos naturais são alguns exemplos de aplicações que requerem alta vazão de dados. Clusters Linux e sistemas de arquivos distribuídos, geralmente são utilizados nestes cenários. Entretanto, sistemas de arquivos distribuídos ditos tradicionais, como NFS, não são adequados para aplicações intensivas em dados. A arquitetura centralizada limita o desempenho e escala da aplicação. Com base nisso, vários sistemas de arquivos paralelos foram concebidos com o objetivo de amenizar o gargalo criado no acesso aos dados. Dentre esses sistemas, destaca-se o Lustre, sistema de arquivos paralelos amplamente utilizado pela comunidade de alto desempenho. Neste trabalho, realiza-se uma avaliação do Lustre sobre um cluster Linux de pequena escala. A avaliação tem por objetivo identificar quais fatores afetam o desempenho do sistema de arquivos, e como o mesmo se comporta sob cargas de trabalho típicas de aplicações paralelas. Os resultados obtidos mostraram que o Lustre é um sistema de arquivos adequado para todas as classes de aplicações avaliadas. Entretanto, para se obter bom desempenho é importante tornar os acessos, realizados pelos processos, contíguos dentro do arquivo. Dessa forma, é possível aproveitar os recursos fornecidos pelo Lustre, como cache cliente e read-ahead.