Computação Distribuída de Alto desempenho

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1 Computação Distribuída de Alto desempenho Relevância do Tema Podem ser observados os recentes avanços alcançados nestas ultimas décadas na ciência da computação particularmente no que se refere à computação de alto desempenho (distribuída ou não), ciberinfraestruturas, rede de sensores para monitoramentos diversos, modelagem e simulação computacional, e aplicação em áreas diversas como bioinformática, medicina, ambiental, governo, entre outras. O significativo impacto socioeconômico do desenvolvimento de atividades de P&D neste tema fica evidenciado pelo grande potencial de suporte científico-tecnológico em diversas especialidades. Descrição do Projeto O projeto visa realizar atividades de pesquisa, desenvolvimento e inovação tecnológica com caráter multidisciplinar na área de computação distribuída de alto desempenho visando significativo impacto sócio-econômico assim como integração de varias iniciativas nesta área dentro da Unidade. Em particular dar-se-á ênfase ao desenvolvimento, consolidação e integração nas atividades de P&D em middleware e aplicações, envolvendo áreas de pesquisa na Unidade tais como Modelagem Multi-Escala, Modelagem Estocástica, Mecânica dos Fluidos Computacionais como a remediação de um aqüífero contaminado por meio de poços de extração, Interação Fluido- Estrutura, Otimização e Analise de Sensibilidade na caracterização de propriedades, calibração e assimilação de dados fisiológicos e de propriedades de tecidos vivos, Computação Distribuída e de Alto Desempenho, Banco de Dados e Mineração de Dados Distribuídos, Visualização Cientifica e Reconstrução de Imagens, Redes e Comunicação, Modelagem Climática deverão ser desenvolvidas e integradas de maneira a atender as necessidades deste tema multi e interdisciplinar e de grande impacto socioeconômico. Para isto serão focados os seguintes temas de P&D: i. Computação de alto desempenho; ii. Computação distribuída de alto desempenho e sua utilização no oferecimento de serviços de simulação; iii. Computação Quântica; iv. Redes e Comunicação; v. Banco de dados distribuídos; Situação Atual Avanços científicos e tecnológicos recentes nas áreas de computação cientifica, modelagem computacional e tecnologia da informação e comunicação estão atualmente em pleno desenvolvimento na Unidade

2 através de parcerias no país e no exterior com importantes universidades e instituições de pesquisa, empresas (National Center for Supercomputing Applications NCSA, CBPF, IME-RJ, INPE, INPA, PUC-Rio, UFBA, UFF, UFC, UFRGS, UFSCar, UNICAMP, USP, dentre outros). As áreas necessárias para o desenvolvimento deste projeto contam com elevado reconhecimento dos pares materializado através da coordenação (a nível nacional e estadual) e execução de diversos projetos de P&D aprovados em editais realizados pelas instituições de apoio tais como CNPq, FINEP, FAPERJ, CAPES, RNP, dentre outras. Entre estes corresponde mencionar os seguintes projetos finalizados e ou em andamento durante o ano 2007: SIMEGRID: Simulações em Grid - Projeto financiado pelo CNPq (Edital CT-INFO Desafios da Computação ) e coordenado pelo Prof. Bruno Schulze envolvendo pesquisadores de instituições tais como Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL), Universidade Federal da Bahia (UFBA), Universidade Federal do Ceara (UFC), Universidade Federal Fluminense (UFF), Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Universidade Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS), Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). GSM: Uso de Grids em Simulações Medicas - Projeto financiado pelo CNPq (Edital Universal) e coordenado pelo Prof. Bruno Schulze Federal Fluminense UFF, Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas CBPF, Universidade Estadual de Campinas UNICAMP, Universidade Federal de Rio Grande do Sul UFRGS, entre outras. GT VCG: Grupo de Trabalho - Virtual Community Grid Primeira e Segunda fase. Projeto financiado pela RNP Rede Nacional de Ensino e Pesquisa e coordenado pelo Prof. Bruno Schulze Federal Fluminense UFF, Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas CBPF, Universidade Estadual de Campinas UNICAMP, Rede Nacional de Ensino e Pesquisa RNP, Universidade Federal de Rio Grande do Sul UFRGS dentre outras. Middleware para Computação em Grade. Projeto financiado pelo CNPq e coordenado pelo Prof. Bruno Schulze. Integridade: Desenvolvimentos em Middleware para Grids Computacionais na Rede Giga. Projeto financiado pela FINEP, FUNTTEL e RNP, e coordenado pelo Prof. Bruno Schulze Federal Fluminense (UFF), Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), Pontifícia Universidade Católica (PUC/RJ), National Center for Supercomputing

3 Applications (NCSA, EUA), Universidade Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS). INAUGRID: Interfaces de Aplicações no Uso de Grids. Projeto financiado pela CNPq e coordenado pelo Prof. Bruno Schulze. METRICA - METRologia na Internet para CAracterização de tráfego. Projeto financiado pelo CNPq e coordenado pelo Prof. Artur Ziviani envolvendo inclusive a empresa Quatra Telecomunicações e Informática - QUATRA TELECOM. Redes de Nova Geração: Tecnologias Estratégicas de Comunicação. Projeto financiado pela FAPERJ. METRICOM-Metrologia na Internet e Comunicação Móvel. Projeto financiado pelo CNPq e coordenado pelo Prof. Artur Ziviani. Metrologia de Redes Aplicada a Grades Computacionais Convencionais e sem Fio. Projeto financiado pela FAPERJ e Coordenado pelo Prof. Artur Ziviani. ACiMA - Ambientes Colaborativos e Multimídia Aplicada. Projeto financiado por CAPES, CNPq, FINEP, FUNTTEL e RNP-Rede Nacional de Ensino e Pesquisa. Coordenado pelo Prof. Jauvane Cavalcante de Oliveira envolvendo pesquisadores do LNCC e do Instituto Militar de Engenharia - IME EnCIMA - Um Motor Gráfico para Aplicações Multimídia Colaborativas e Imersivas. Projeto financiado pela FAPERJ e coordenado pelo Prof. Jauvane Cavalcante de Oliveira envolvendo pesquisadores do LNCC e do Instituto Militar de Engenharia IME. GIGA-AVICOM: Ambientes VIrtuais COlaborativos Massivos na rede GIGA. Projeto financiado por CAPES, FINEP, FUNTTEL e RNP-Rede Nacional de Ensino e Pesquisa. Coordenado pelo Prof. Jauvane Cavalcante de Oliveira envolvendo pesquisadores de instituicoes tais como Universidade do Estado do Rio de Janeiro UERJ, Instituto Militar de Engenharia IME, Universidade Federal do Rio Grande do Norte UFRN, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul PUCRS, IESA Projetos, Equipamentos e Montagens S/A IESA. Faculdade de Medicina de Petrópolis FMP, University of Ottawa - UofO Canadá. Ambientes Virtuais Colaborativos de Grande Escala. Projeto financiado pelo CNPq e coordenado pelo Prof. Jauvane Cavalcante de Oliveira. Sistemas Computacionais para Reconstrução de Superfícies Traumáticas e Previsibilidade de Resultados para Manufatura de Próteses Craniofaciais. Projeto finaniado pelo CNPq e coordenado pelo Prof. Gilson Antônio Giraldi envolvendo pesquisadores da Universidade Estadual e Federal de Sao Paulo em Sao Carlos dentre outras instituições. Inovação Tecnológica na Modelagem Computacional do Sistema Cardiovascular Humano. Projeto financiado pelo CNPq e coordenado pelo Prof. Raúl A. Feijóo envolvendo pesquisadores de

4 instituições tais como InCor Instituto do Coração do Hospital das Clinicas, Faculdade de Medicina da USP (HC FMUSP), Departamento de Cardiologia, Faculdade de Medicina da UFRJ, Instituto do Coração Edson Saad e o Serviço de Cardiologia do Hospital Universitário Chagas Filho, UFRJ, Faculdade de Medicina da UFRJ - FM/UFRJ, Hospital Universitário Clementino Fraga Filho da UFRJ - HU-UFRJ, Faculdade de Medicina de Petrópolis FMP, Dpto. de Mecánica & Laboratório de Bioingeniería, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Mar del Plata, Mar del Plata, Argentina, División de Mecánica Computacional do Centro Atómico Bariloche, Bariloche, Argentina, École Politechnique Federale de Lausanne - EPFL Suíça, Computational Image Laboratory, Pompeu Fabra University, Barcelona, Spain, Civil and Computational Engineering Centre, University of Wales Swansea, dentre outras. A descrição de todos estes projetos, financiados através de recursos provenientes de outras fontes (inclusive internacionais) e ganhos em editais específicos, mostra claramente e de maneira indiscutível a relevância do tema, sua importância/impacto sócio econômico no País e no exterior e o reconhecimento dos pares ao nível técnico científico da pesquisa na área que vem sendo desenvolvida sob a liderança de pesquisadores do LNCC. Por outra parte a transparência, via prestações de contas e relatórios técnicos que estes projetos exigem, implica numa garantia na obtenção dos resultados esperados com a execução dos mesmos. Finalmente é importante ressaltar que os recursos obtidos, embora significativos, resultam insuficientes tendo em vista o grande numero de instituições e pesquisadores envolvidos na execução dos mesmos (em alguns projetos participam mais de 60 pesquisadores de diversas instituições do País e do exterior) e que, na maioria dos casos, os recursos para mão de obra são inexistentes. O acima mencionado leva a necessidade de procurar recursos do PCI de maneira a permitir o desenvolvimento das atividades de P&D i) v) mencionadas na Seção Descrição do Projeto Resultados Esperados Até 2010 esperam-se obter os seguintes resultados dentre outros: Desenvolver, integrar, disponibilizar e difundir Ciberinfraestruturas baseadas em sistemas computacionais distribuídos de larga escala (GRIDS) para aplicação em diferentes comunidades, bem como no SINAPAD. Expandir a atuação do LNCC na área de tecnologia da informação e comunicação, bem como suas aplicações em áreas estratégicas.

5 Consolidar atividades em Ciberinfraestruturas para computação distribuída de alto desempenho com parceiros nacionais e internacionais. Melhorar o conhecimento de Ciberinfraestruturas para computação distribuída de alto desempenho e tecnologias associadas. Incluir dispositivos sem fio na Ciberinfraestrutura e desenvolver um conjunto de serviços de middleware de Grid, tais como segurança, escalonamento, integração de dados, monitoração de recursos, metrologia de redes, sensoriamento. Estender a metodologias desenvolvidas a outros parceiros; desenvolver e implementar um conjunto de interfaces para os serviços de middleware de Grid para algumas diferentes comunidades; incorporar diferentes desenvolvimentos realizados por parceiros (americanos, europeus, e australianos) na área de Grids. Integrar a infra-estrutura laboratorial existente nas áreas de computação cientifica distribuída de alto desempenho, visualização científica, modelagem e simulação de sistemas biológicos, ambientes virtuais colaborativos, multimídia e teleinformática de maneira a promover a atuação conjunta destas áreas no presente projeto. Organização e consolidação de um núcleo de competência no tema formado por pesquisadores e tecnologistas da Unidade e parceiros de outras instituições de P&D, coordenado através de uma rede temática de abrangência nacional. Desenvolvimento de um sistema computacional de software paralelo para utilização de plataformas de alto desempenho: paralelas distribuídas e de grade. Implementar nos CENAPAD s o software e middleware necessário para executar simulações climáticas com o modelo BRAMS, desenvolvido no programa GBRAMS/FINEP. Organizar eventos nacionais e internacionais de qualidade nos temas relacionados. Publicações em periódicos e eventos de qualidade.