Grade computacional é uma alternativa para melhorar o desempenho de aplicações paralelas, por permitir o uso simultâneo de vários recursos distribuídos. Entretanto, para que a utilização de uma grade seja adequada, é necessário que os recursos sejam utilizados de maneira a permitir a otimização de algum critério. Para isto, várias estratégias de escalonamento têm sido propostas, mas o grande desafio é extrair o potencial que os recursos oferecem para a execução de aplicações paralelas. Uma estratégia bastante usada em sistemas de escalonamento atuais é escalonar uma aplicação paralela nos recursos de um único cluster. Contudo, apesar da estratégia ser simples, ela é muito limitada, devido principalmente a baixa utilização dos recursos. Este trabalho propõe e implementa o sistema GCSE (Grid Cooperative Scheduling Environment) que provê uma estratégia de escalonamento cooperativo para usar eficientemente os recursos distribuídos. Os processos de uma aplicação paralela podem ser distribuídos em recursos de vários clusters e computadores, todos conectados a redes de comunicação públicas. GCSE também gerencia a execução das aplicações, bem como oferece um conjunto de primitivas que fornece informações sobre os ambientes de execução para o suporte à comunicação entre processos. Além disto, uma estratégia de antecipação de dados é proposta para aumentar ainda mais o desempenho das aplicações. Para realizar um bom escalonamento é preciso descobrir os recursos distribuídos. Neste sentido, o sistema LIMA (Light-weIght Monitoring Architecture) foi projetado e implementado. Este sistema provê um conjunto de estratégias e mecanismos para o armazenamento distribuído e acesso eficiente às informações sobre os recursos distribuídos. Além disto, LIMA adiciona facilidades de descobrimento e integração com o GCSE e outros sistemas. Por fim, serão apresentados os testes e avaliações dos resultados com o uso integrado dos sistemas GCSE e LIMA, compondo um ambiente robusto para a execução de aplicações paralelas. / Computing grid is an alternative for improving the parallel application performance, because it allows the simultaneous use of many distributed resources. However, in order to take advantage of a grid, the resources must be used in such a way that some criteria can be optimized. Thus, various scheduling strategies have been proposed, but the great challenge is the exploitation of the potential that the resources provide to the parallel application execution. A strategy often used in current scheduling systems is to schedule a parallel application on resources of a single cluster. Even though this strategy is simple, it is very limited, mainly due to low resource utilization. This thesis proposes and implements the GCSE system (Grid Cooperative Scheduling Environment) that provides a cooperative scheduling strategy for efficiently using the distributed resources. The processes of a parallel application can be distributed in resources of many clusters and computers, and they are all connected by public communication networks. GCSE also manages the application execution, as well as offering a primitive set that provide information about the execution environments for ensuring the communication between processes. Moreover, a data advancement strategy is proposed for improving the application performance. In order to perform a good scheduling, the distributed resources must be discovered. Therefore, the LIMA system (Light-weIght Monitoring Architecture) was designed and implemented. This system provides both strategy and mechanism set for distributed storage and efficient access to information about the distributed resources. In addition, LIMA offers facilities for resource discovering and integrating its functionalities both GCSE and other systems. Finally, the tests and result evaluations are presented with the integrated use of both GCSE and LIMA systems, composing a robust environment for executing parallel application.

No Brasil as informações sobre o câncer estão distribuídas entre diferentes instituições que realizam o seu tratamento, nesse contexto são necessárias ferramentas para o levantamento do cenário nacional que possa auxiliar na atenção a doença. Este contexto motivou a criação do Oncogrid, que é uma grade computacional para integração e compartilhamento de dados médicos em oncologia e permitirá à comunidade médica a análise dos tratamentos aplicados com reflexos na gestão do câncer. Foi realizada uma pesquisa analizando as diferentes arquiteturas e componentes utilizados em projetos de grade voltados à saúde, a fim de propor uma arquitetura flexível, modular e escalável para o Oncogrid, em conformidade com as necessidades brasileiras. Realizou-se um projeto piloto entre o LSI/EPUSP e o NUTES/UFPE o qual implementou uma aplicação para geração de curvas de sobrevida utilizando o método Kaplan-Meier e serviu para avaliar a arquitetura do Oncogrid. Os resultados obtidos comprovaram a viabilidade da arquitetura utilizada e o potencial da proposta de uma grade computacional como um novo paradigma para a integração e compartilhamento de informações. O Oncogrid mostrou-se uma arquitetura computacional interessante para a realidade brasileira, especialmente no acesso as informações distribuídas, o que pode fornecer maiores subsídios para a evolução dos tratamentos e desenvolvimento de novas frentes de pesquisas. / In Brazil the cancer information is distributed among several institutions that accomplish your treatment, in this context we are need tools to build a national scenery that can be aid the cancer care. This context motivated the Oncogrid creation that is a grid computing for integration and sharing medical data in oncology and will allow the medical community to analise the applied treatments with reflection in cancer management.A study was done to analise the several architectures and components used in grid projects to health care, making possible to propose a flexible, modular and scalable architecture to the Oncogrid accordingly with the brazilian reality. An initial project between LSI/EPUSP and NUTES/UFPE that was developed an application to plot the survival curve using the Kaplan-Meier method and allow the evaluation of the Oncogrid architecture. The results achieved confirm the architecture viability used and the proposal potentiality of a grid computing with a new paradigm to the integration and sharing informations. The Oncogrid shows a viable computing architecture to Brazil, especially to access distributed information that can be prove great contributions to treatment evolution and to develop new research areas.

A implementação de arcabouços de controle de acesso para sistemas distribuídos é dificultada pelas características próprias desta classe de ambientes, demandando modificações tanto na arquitetura do arcabouço quanto no modelo de política de controle de acesso usualmente empregados em arquiteturas não distribuídas. Este trabalho tenciona sanar ou mitigar estas dificuldades formalizando os requisitos desta classe de ambientes em duas frentes distintas (arquitetura e modelo de política de acesso) e analisando o impacto que uma exerce sobre a outra. Duas conclusões fundamentais são suportadas por esta análise: a necessidade do arcabouço ser construído na forma de um sistema distribuído, e que embora um modelo de política de fato possa ser escolhido, a especificação deste precisará ser modificada de forma a se adaptar às características específicas do ambiente. O arcabouço DRBAC (Distributed Role Based Access Control) foi desenvolvido sobre uma arquitetura distribuída e aplica o modelo de política de controle de acesso baseado em papéis. A arquitetura foi obtida a partir da expansão da arquitetura de referência de ferramentas de controle de acesso e a especificação do modelo foi desenvolvida a partir da especificação padronizada pelo NIST (National Institute Of Standards and Technology). A validação do trabalho é levada a termo por meio de uma série de experimentos realizados sobre a implementação de uma prova de conceito deste arcabouço. / The creation of frameworks for access control in distributed systems is made difficult by this class of systems own characteristics, demanding changes in both the architecture of the framework and in the model of access control policy usually employed on non distributed systems. This works aims to solve or at least mitigate these problems by formalizing these requirements in two different fronts (architecture and model of access control policy) and analyzing its mutual impacts. Two fundamental conclusions are supported by this analysis: the need for the framework to be built in the form of a distributed system, and that although a policy model can indeed be chosen, the specification of this should to be modified to adapt the specific features of the environment. The DRBAC (Distributed Role Based Access Control) framework is built following a distributed architecture model that applies the Role Based Access Control policy. The DRBAC architecture was obtained from the expansion of the reference architecture for an access control tool for a generic access control system and the DRBAC access policy model was adapted from the one standardized by NIST (National Institute of Standards and Technology). The validation of this work is carried out through a series of experiments conducted on a proof of concept implementation of this framework.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de especialização de Telecomunicações), na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor João Correia Lopes

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores (área de especialização de Informática Industrial), na Faculdade Engenharia da Universidade do Porto sob a orientação do Prof. Dr. Raul Moreira Vidal e com a co-orientação do Prof. Dr. João Luís Pereira Monteiro, do Departamento de Engenharia Electrónica Industrial da Universidade do Minho

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de especialização de Telecomunicações), na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor José António Ruela Simões Fernandes

Só o ex. com o c.b.0000065267 contém 1 Mini CD-ROM / Dissertação apresentada para obtenção parcial do grau de Mestre em Tecnologia Multimédia, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor Eurico Carrapatoso

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-13T17:23:58Z No. of bitstreams: 1 RODRIGO DUARTE SOUSA - DISSERTAÇÃO - PPGCC 2014..pdf: 3708263 bytes, checksum: d9e59ec276a62382b6317ec8ce6bf880 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-13T17:23:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RODRIGO DUARTE SOUSA - DISSERTAÇÃO - PPGCC 2014..pdf: 3708263 bytes, checksum: d9e59ec276a62382b6317ec8ce6bf880 (MD5) Previous issue date: 2014-08-04 / Sistemasde processamento contínuo de eventos vêm sendo utilizados em aplicações que necessitam de um processamento quase em tempo real. Essa necessidade, junto da quantidade elevada de dados processados nessas aplicações, provocam que tais sistemas possuam fortes requisitos de desempenho e tolerância a falhas. Sendo assim, escalonadores geralmente fazem uso de informações de utilização dos recursos das máquinas do sistema (como utilização de CPU, memória RAM, rede e disco) natentativadereagirapossíveissobrecargasque possam aumentar a utilização dos recursos, provocando uma piora no desempenho da aplicação. Entretanto, devido aos diferentes perfis de aplicações e componentes, a complexidade de se decidir, de forma flexível e genérica, o que deve ser monitorado e a diferença entre o que torna um recurso mais importante que outro em um dado momento, podem provocar escolhas não adequadas por parte do escalonador. O trabalho apresentado nesta dissertação propõe um algoritmo de escalonamento que, através de uma abordagem reativa, se adapta a diferentes perfis de aplicações e de carga, tomando decisões baseadas no monitoramento da variação do desempenho de seus operadores. Periodicamente,o escalonador realiza uma avaliação de quais operadores apresentaram uma piora em seu desempenho e, posteriormente, tenta migrar tais operadores para nós menos sobrecarregados. Foram executados experimentos onde um protótipo do algoritmo foi avaliado e os resultados demonstraram uma melhora no desempenho do sistema, apartirdadiminuiçãodalatênciadeprocessamentoedamanutenção da quantidade de eventos processados. Em execuções com variações bruscas da carga de trabalho, a latência média de processamento dos operadores foi reduzida em mais de 84%, enquanto queaquantidadedeeventos processados diminuiuapenas 1,18%. / The usage of event stream processing systems is growing lately, mainly at applications that have a near real-time processing as a requirement. That need, combined with the high amount of data processed by these applications, increases the dependency on performance and fault tolerance of such systems. Therefore, to handle these requirements, schedulers usually make use of the resources utilization (like CPU, RAM, disk and network bandwidth) in an attempt to react to potential over loads that may further increase their utilization, causing the application’s performance to deteriorate. However, due to different application profiles and components, the complexity of deciding, in a flexible and generic way, what resources should be monitored and the difference between what makes a resource utilization more important than another in a given time, can provoke the scheduler to perform wrong actions. In this work, we propose a scheduling algorithm that, via a reactive approach, adapts to different applications profiles and load, taking decisions based at the latency variation from its operators. Periodically, the system scheduler performs an evaluation of which operators are giving evidence of beingin an over loaded state, then, the scheduler tries to migrate those operators to a machine with less utilization. The experiments showed an improvement in the system performance, in scenarios with a bursty workload, the operators’ average processing latency was reduced by more than 84%, while the number of processed events decreased by only1.18%.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000436901-Texto+Completo-0.pdf: 6647535 bytes, checksum: e206a54a8501f6f128a07e854cbe7fd5 (MD5) Previous issue date: 2011 / A number of researches have been used clusters of virtual machines to emulate distributed systems. However, virtualization creates a level of indirection in the environment. In order to control a traditional environment that does not use the virtualization technology, only the reference for the physical machine is required. Nevertheless, in order to control a cluster of virtual machines, a reference is required both for the physical machine and for the virtual machine. Another difficulty found in the management of a cluster of virtual machines is related to the construction and setting up of the virtual environment. The cost related to manual management of virtual machines lifecycle and applications executing on the virtualized cluster of the environment is remarkable. Therefore, the architecture presented is intended to make available services for management applications, allowing automated construction of clusters of virtual machines, monitoring of such environments, and management of applications executed over the virtualized cluster. Additionally, the architecture decreases the complexity caused by the virtualization since, from the use of the services made available, the management applications start to reference the virtual machines only. / Diversas pesquisas têm utilizado clusters de máquinas virtuais para emulação de sistemas distribuídos. No entanto, a virtualização cria um nível de indireção no ambiente. Para controlar um ambiente tradicional, que não usa a tecnologia de virtualização, é necessária apenas a referência para a máquina física. No entanto, para controlar um cluster de máquinas virtuais, necessita-se da referência para a máquina física e a referência para a máquina virtual. Outra dificuldade encontrada no gerenciamento de um cluster de máquinas virtuais está relacionada com a construção e configuração do ambiente virtual. O custo de gerenciar o ciclo de vida de cada máquina virtual do ambiente e as aplicações que executam sobre o cluster virtualizado de forma manual é grande. Desta forma, a arquitetura apresentada através deste trabalho tem por objetivo disponibilizar serviços para aplicações de gerência, permitindo a construção automatizada de clusters de máquinas virtuais, a monitoração destes ambientes e a gerência das aplicações executadas sobre o cluster virtualizado. Além disso, a arquitetura diminui a complexidade causada pela virtualização, pois com a utilização dos serviços disponibilizados, as aplicações de gerência passam a referenciar apenas as máquinas virtuais.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados para controlar experimentos em instrumentos de medidas através da interface GPIB. O sistema criado tem objetivos educacionais e foi integrado a um ambiente de educação a distância, permitindo o acesso remoto a instrumentos reais para que possam ser utilizados em cursos on-line. Foi utilizado um sistema de gerenciamento de cursos on-line com ferramentas interativas e de fácil gerenciamento. O sistema escolhido permite a criação de cursos de forma modular, onde os componentes ou recursos de interação são escolhidos individualmente para cada ambiente novo criado. O objetivo deste trabalho foi a criação de um novo módulo para o sistema, que representa um laboratório remoto para realização de experimentos de aquisição de dados em instrumentos. Foi proposta uma arquitetura modular para laboratório remoto baseado em tecnologias de software livre, juntamente com a tecnologia de Web Services para integração entre o sistema de aquisição e o ambiente de educação a distância. Este trabalho oferece uma nova abordagem para instrumentação remota, fornecendo não apenas a extensão de um laboratório através da Internet e de sistemas distribuídos, mas também ferramentas interativas de educação a distância, favorecendo a interação e a comunicação entre usuários. / This work presents the development of a data acquisition system to control experiments in measurement instruments through GPIB interface. The system created is intended to be applied for educational purposes, thus it was integrated to an online learning environment, enabling remote access to real instruments, to be used in e-learning courses. It was used an open source environment with interactive tools and easy management. Chose system allows modular e-learning courses creation, which learning components or interactive resources can be selected independently. The aim was to create a new module, representing a remote laboratory, to perform data acquisition experiments in instruments. It was proposed a modular architecture to remote laboratory based on open source technologies. It includes Web Services architecture to integrate data acquisition system and distance education environment. This research presents a differential approach for remote instrumentation. It represents not only an internet extension for laboratory, but also offer distance education interactive resources to improve user communication.