Recentes avanços proporcionaram às grades computacionais um bom nível de maturidade. Esses sistemas têm sido implantados em ambientes de produção de qualidade na comunidade de pesquisa acadêmica e vêm despertando um grande interesse da indústria. Entretanto, desenvolver aplicações para essas infra-estruturas heterogêneas e distribuídas ainda é uma tarefa complexa e propensa a erros. As iniciativas de facilitar essa tarefa resultaram, na maioria dos casos, em ferramentas não integradas e baseadas em características específicas de cada grade computacional. O presente trabalho tem como objetivo minimizar a dificuldade de desenvolvimento de aplicações para a grade através da construção de um ambiente integrado e extensível de desenvolvimento (IDE) para computação em grade chamado InGriDE. O InGriDE fornece um conjunto único de ferramentas compatíveis com diferentes sistemas de middleware, desenvolvidas baseadas na interface de programação Grid Application Toolkit (GAT). O conjunto de funcionalidades do InGriDE foi desenvolvido com base na plataforma Eclipse que, além de fornecer um arcabouço para construção de IDEs, facilita a extensão do conjunto inicial de funcionalidades. Para validar a nossa solução, utilizamos em nosso estudo de caso o middleware InteGrade, desenvolvido no nosso grupo de pesquisa. Os resultados obtidos nesse trabalho mostraram a viabilidade de fornecer independência de middleware para IDEs através do uso de uma interface genérica de programação como o GAT. Além disso, os benefícios obtidos com o uso do Eclipse como arcabouço para construção de IDEs indicam que os recursos fornecidos por esse tipo de arcabouço atendem de forma eficiente as necessidades inerentes ao processo de desenvolvimento de aplicações para a grade. / Computational grids have evolved considerably over the past few years. These systems have been deployed in production environments in the academic research community and have increased the interest by the industrial community. However, developing applications over heterogeneous and distributed infrastructure is still a complex and error prone process. The initiatives to facilitate this task, in the majority of the cases, resulted in isolated, middleware-specific tools. This work has the objective of minimizing the difficulty of developing grid applications through the construction of an integrated and extensible development environment for grid computing, called InGriDE. InGriDE provides a unique set of tools, compliant with different middleware systems, based on the Grid Application Toolkit (GAT). We developed the InGriDE set of features, based on the Eclipse platform, which provides both a framework for building IDEs and the possibility to extend the initial set of features. To validate our solution we used the InteGrade middleware, developed in our research group, as our case study. The results obtained from our work showed the viability of providing middleware independence to IDEs through the use of a generic application programming interface like GAT. Moreover, the benefits obtained through the use of Eclipse as our framework for building IDEs indicates that this kind of framework satisfies the requirements inherent to the grid application development process in a efficient way.

Recentes avanços proporcionaram às grades computacionais um bom nível de maturidade. Esses sistemas têm sido implantados em ambientes de produção de qualidade na comunidade de pesquisa acadêmica e vêm despertando um grande interesse da indústria. Entretanto, desenvolver aplicações para essas infra-estruturas heterogêneas e distribuídas ainda é uma tarefa complexa e propensa a erros. As iniciativas de facilitar essa tarefa resultaram, na maioria dos casos, em ferramentas não integradas e baseadas em características específicas de cada grade computacional. O presente trabalho tem como objetivo minimizar a dificuldade de desenvolvimento de aplicações para a grade através da construção de um ambiente integrado e extensível de desenvolvimento (IDE) para computação em grade chamado InGriDE. O InGriDE fornece um conjunto único de ferramentas compatíveis com diferentes sistemas de middleware, desenvolvidas baseadas na interface de programação Grid Application Toolkit (GAT). O conjunto de funcionalidades do InGriDE foi desenvolvido com base na plataforma Eclipse que, além de fornecer um arcabouço para construção de IDEs, facilita a extensão do conjunto inicial de funcionalidades. Para validar a nossa solução, utilizamos em nosso estudo de caso o middleware InteGrade, desenvolvido no nosso grupo de pesquisa. Os resultados obtidos nesse trabalho mostraram a viabilidade de fornecer independência de middleware para IDEs através do uso de uma interface genérica de programação como o GAT. Além disso, os benefícios obtidos com o uso do Eclipse como arcabouço para construção de IDEs indicam que os recursos fornecidos por esse tipo de arcabouço atendem de forma eficiente as necessidades inerentes ao processo de desenvolvimento de aplicações para a grade. / Computational grids have evolved considerably over the past few years. These systems have been deployed in production environments in the academic research community and have increased the interest by the industrial community. However, developing applications over heterogeneous and distributed infrastructure is still a complex and error prone process. The initiatives to facilitate this task, in the majority of the cases, resulted in isolated, middleware-specific tools. This work has the objective of minimizing the difficulty of developing grid applications through the construction of an integrated and extensible development environment for grid computing, called InGriDE. InGriDE provides a unique set of tools, compliant with different middleware systems, based on the Grid Application Toolkit (GAT). We developed the InGriDE set of features, based on the Eclipse platform, which provides both a framework for building IDEs and the possibility to extend the initial set of features. To validate our solution we used the InteGrade middleware, developed in our research group, as our case study. The results obtained from our work showed the viability of providing middleware independence to IDEs through the use of a generic application programming interface like GAT. Moreover, the benefits obtained through the use of Eclipse as our framework for building IDEs indicates that this kind of framework satisfies the requirements inherent to the grid application development process in a efficient way.

Neste trabalho serão discutidas novas ferramentas para a construção de um espectrômetro de Ressonância Magnética (RM) totalmente digital. A motivação parte das dificuldades encontradas pelos pesquisadores no momento de programar um equipamento de RM, incluindo a falta de ferramentas para desenvolvimento de metodologias, as quais não são oferecidas pelos softwares atuais. Em particular tratamos do desenvolvimento de uma biblioteca, a PyMR (Python Magnetic Resonance), de uma API (Application Program Interface) e de um IDE (Integrated Development Environment). Nesta estrutura, a biblioteca PyMR é o front-end para programação e setup dos equipamentos de RM enquanto a API constitui o back-end. O IDE, por sua vez, é uma ferramenta de auxílio especializado para criação e gerenciamento das metodologias e protocolos de RM de forma funcional e amigável. O desenvolvimento baseado no estado-da-arte das tecnologias de Computação e Ressonância Magnética garante a qualidade, robustez, adaptabilidade e ainda assim, a simplicidade para uso dos menos experientes. Para a validação do sistema, além de métricas de software, foi montada uma sequência de pulsos conhecida como CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) executada no espectrômetro local sobre uma amostra de CuSO4 em solução, o qual mostrou valores de T2 compatíveis com os valores esperados. Os resultados do novo sistema mostram sua capacidade de atender as principais exigências dos usuários e desenvolvedores de metodologias de RM, oferecendo um amplo conjunto de ferramentas. Em suma, este projeto provê a estrutura básica e funcional de uma nova forma de se programar e utilizar equipamentos de RM, gerando um poderoso instrumento para a pesquisa na área. / In this study we discuss new tools for the building of a fully digital Magnetic Resonance (MR) spectrometer. The research was motivated by several difficulties experienced by researchers in programming MR machines, which include the lack of tools for the development of methodologies that are not currently offered by companies. In particular, we treat the development of a library, PyMR (Python Magnetic Resonance), an API (Application Program Interface) and an IDE (Integrated Development Environment). In this structure, the PyMR library acts as a front-end for MR equipment programming and setup while the API is a back-end. Finally, the IDE is a user-friendly tool that helps the developer to create and manage methodologies and protocols. The state-of-the-art of Computer Sciences and Magnetic Resonance technologies adopted here has ensured the quality, robustness and adaptability keeping simplicity for non-experienced users. For the validation of the system, besides software metrics, a pulse sequence known as CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) was assembled and performed on an onsite spectrometer, using a solution of CuSO4 as a sample, which exhibited compatible T2 values. The results show that the system can meet the main requirements of both users and developers and offer a large set of tools. This project provides a basic and functional structure of a new way to program and use the MR equipment and a powerful tool for researchers in this area.

Neste trabalho serão discutidas novas ferramentas para a construção de um espectrômetro de Ressonância Magnética (RM) totalmente digital. A motivação parte das dificuldades encontradas pelos pesquisadores no momento de programar um equipamento de RM, incluindo a falta de ferramentas para desenvolvimento de metodologias, as quais não são oferecidas pelos softwares atuais. Em particular tratamos do desenvolvimento de uma biblioteca, a PyMR (Python Magnetic Resonance), de uma API (Application Program Interface) e de um IDE (Integrated Development Environment). Nesta estrutura, a biblioteca PyMR é o front-end para programação e setup dos equipamentos de RM enquanto a API constitui o back-end. O IDE, por sua vez, é uma ferramenta de auxílio especializado para criação e gerenciamento das metodologias e protocolos de RM de forma funcional e amigável. O desenvolvimento baseado no estado-da-arte das tecnologias de Computação e Ressonância Magnética garante a qualidade, robustez, adaptabilidade e ainda assim, a simplicidade para uso dos menos experientes. Para a validação do sistema, além de métricas de software, foi montada uma sequência de pulsos conhecida como CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) executada no espectrômetro local sobre uma amostra de CuSO4 em solução, o qual mostrou valores de T2 compatíveis com os valores esperados. Os resultados do novo sistema mostram sua capacidade de atender as principais exigências dos usuários e desenvolvedores de metodologias de RM, oferecendo um amplo conjunto de ferramentas. Em suma, este projeto provê a estrutura básica e funcional de uma nova forma de se programar e utilizar equipamentos de RM, gerando um poderoso instrumento para a pesquisa na área. / In this study we discuss new tools for the building of a fully digital Magnetic Resonance (MR) spectrometer. The research was motivated by several difficulties experienced by researchers in programming MR machines, which include the lack of tools for the development of methodologies that are not currently offered by companies. In particular, we treat the development of a library, PyMR (Python Magnetic Resonance), an API (Application Program Interface) and an IDE (Integrated Development Environment). In this structure, the PyMR library acts as a front-end for MR equipment programming and setup while the API is a back-end. Finally, the IDE is a user-friendly tool that helps the developer to create and manage methodologies and protocols. The state-of-the-art of Computer Sciences and Magnetic Resonance technologies adopted here has ensured the quality, robustness and adaptability keeping simplicity for non-experienced users. For the validation of the system, besides software metrics, a pulse sequence known as CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) was assembled and performed on an onsite spectrometer, using a solution of CuSO4 as a sample, which exhibited compatible T2 values. The results show that the system can meet the main requirements of both users and developers and offer a large set of tools. This project provides a basic and functional structure of a new way to program and use the MR equipment and a powerful tool for researchers in this area.

Submitted by CARLA MARIA GOULART DE MORAES (carlagm) on 2015-04-06T17:18:33Z No. of bitstreams: 1 VilsonGartnerComputacao.pdf: 9068377 bytes, checksum: 6ace07d8901f11d83ef8a8c13f4f62c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-06T17:18:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VilsonGartnerComputacao.pdf: 9068377 bytes, checksum: 6ace07d8901f11d83ef8a8c13f4f62c7 (MD5) Previous issue date: 2011 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O Desenvolvimento Distribuído de Software (DDS) é um modelo de desenvolvimento que vem se intensificando nos últimos anos. Também conhecido como Desenvolvimento Global de Software (DGS), esse modelo de desenvolvimento é realizado por equipes em diferentes localizações geográficas. Entre os fatores que contribuem para esse aumento, está a necessidade de negócio das corporações, que buscam redução de custos, recursos qualificados e necessidade de uma presença global. Em outros casos, se deve ao surgimento de novos movimentos de desenvolvimento de software, como a comunidade de software livre, um exemplo bem sucedido de DDS. Apesar da necessidade ou mesmo da conveniência de desenvolver o software de forma distribuída, é extremamente difícil fazê-lo com sucesso. A separação física traz uma série de problemas e desafios interessantes que recém estão começando a ser compreendidas: questões estratégicas, questões culturais, comunicação inadequada, gestão do conhecimento, alocação de tarefas, confiança, questões técnicas, entre outros. Desde que surgiu, o DDS mudou grande parte da tradição do desenvolvimento de software e, para manter o seu mercado, as organizações não podem depender das mesmas competências e tecnologias de engenharia de software utilizadas no desenvolvimento interno. Nesse sentido, o presente trabalho tem por objetivo auxiliar na redução dos problemas e dificuldades trazidos por esse modelo de desenvolvimento, através da implementação de um ambiente de desenvolvimento cujas ferramentas foram definidas com base em estudos e trabalhos relacionados ao tema. / The Distributed Software Development (DSD) is a development model that has been intensified in recent years. Also known as Global Software Development (GSD), this development model is done by teams in different geographical locations. Among the factors that have contributed to this increase, there is the corporations business need of seeking ways to reduce costs, seeking skilled resources and having a global presence. In other cases, it is due to the emergence of new movements in software development, such as the free software community, a successful example of DSD. Despite the need or even desirability of developing software in a distributed way, it is extremely difficult to do this successfully. Physical separation has a number of interesting problems and challenges that are just beginning to be understood: strategic issues, cultural issues, inadequate communication, knowledge management, task allocation, trust, technical issues, among others. DSD has changed much of the tradition of software development since it appeared. Organizations cannot rely on the same skills and software engineering technologies used internally to maintain this new market. In this way, this work aims to help to reduce the problems and difficulties brought by this type of development, through the implementation of a software development environment whose tools were defined based on studies related to the topic.