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Projetos de Pesquisa | Processamento Paralelo e Distribuído

Coordenador: Lucas Mello Schnorr
Projeto: Escalabilidade da Análise de Desempenho em Sistemas Híbridos Paralelos
Agência/Modalidade: CNPq/Editais Universais
Início: 17/11/2014
Conclusão: 30/11/2017
Resumo: Embora vários avanços metodológicos e técnicos tenham sido propostos na área de pesquisa de sistemas distribuídos e paralelos, a análise de aplicações continua sendo uma tarefa complexa. Um dos fatores mais importantes atualmente é a escalabilidade da análise e da visualização dos dados comportamentais das aplicações paralela. Nos futuros sistemas exascale, a quantidade de dados sobre o comportamento durante a execução de uma aplicação tende a aumentar cada vez mais. Esse aumento, tanto em detalhe – mais informações são registradas – quanto em quantidade – mais processos de uma aplicação, é um desafio na área de análise de desempenho. Caso não seja tratado, a comunidade científica e industrial pode acabar tendo aplicações exascale cujo comportamento não possa ser analisado do ponto de vista de desempenho. Este projeto de pesquisa tem por objetivo investigar técnicas e métodos que permitam uma maior escalabilidade no processo de análise de desempenho de aplicações paralelas baseada em rastros de execução. As propostas de escalabilidade resultantes desta investigação são perenizados na ferramenta de análise de desempenho PajeNG.


Coordenador: Lucas Mello Schnorr
Projeto: EcoSud
Agência/Modalidade: CAPES/BRAFITEC
Início: 01/02/2015
Conclusão: 01/02/2017
Resumo: Este projeto permite o intercâmbio com três universidades francesas de ensino superior: ENSIMAG (Grenoble), Polytech (Grenoble) e ENSEEIHT (Toulouse). As missões de estudo para intercâmbio de alunos são financiadas pelo programa Brafitec da CAPES. A duração dessas missões variam de quatro a dez meses, podendo ser estendidas caso haja um acordo de dupla diplomação em vigor. Atualmente, existe um acordo de dupla diplomação com o ENSIMAG (Grenoble). A parceria Brafitec entre o INF e o ENSIMAG iniciou-se em 2003 e já possibilitou o intercâmbio de alunos de graduação nos dois sentidos.


Coordenador: Luciana Porcher Nedel
Projeto: Cloud Computing e Interação com Kinect
Agência/Modalidade: Ação de Parceria
Parceiros: Microsoft Informática Ltda.
Início: 13/08/2015
Conclusão: 12/08/2016


Coordenador: Nicolas Bruno Maillard
Projeto: Global Engineer for Sustainable Development – GlobE-Sud
Agência/Modalidade: CAPES/BRAFITEC
Parceiros: UFSC, Grenoble Universités e Universidades de Toulosse
Início: 01/03/2011
Conclusão: 31/12/2014
Resumo: Tendo como base o acordo efetivo de dupla diplomação UFRGS-INO, o objetivo deste projeto é de integrar  o conunto de formação em engenharia da UFRGS, UFSC, de Grenoble Universités e de Toulosse, de forma a criar uma rede articulada sobre as novas problemárias da engenharia e de suas aplicações ao desenvolvimento sustentável e globalizado.


Coordenador: Philippe Olivier Alexandre Navaux
Projeto: EXASCALE COMPUTING Desempenho versus Consumo Energético, um Desafio para Arquitetura e Programação Paralela
Agência/Modalidade: CNPq/Editais Universais
Início: 11/11/2012
Conclusão: 11/11/2015
Resumo: Em nível mais amplo, o objetivo do projeto EXASCALE é prover ferramentas computacionais numa nova escala, a de ExaFLOPS, que possibilitará, por efeito colateral, avanços nas mais diversas áreas da ciência. O objetivo principal será alcançado através de objetivos específicos, em cada sub-área pertinente: atualizar os núcleos de processadores para uma melhor coordenação no cenário heterogêneo (arquitetura); resolver problemas e propor esquemas eficientes de compartilhamento de dados (memória); prover uma base sólida e consistente para armazenamento de grandes volumes de dados (sistemas de E/S); produzir bibliotecas que gerenciem eficientemente o hardware, simplificando os detalhes para o programador (programação); implementar todos os outros objetivos com um padrão sustentável de consumo de energia.


Coordenador: Philippe Olivier Alexandre Navaux
Projeto: SCISTEMA – Ciências e Tecnologias em Computação Pervasiva  (SCIences et Technologies en Milieu Ambiant)
Agência/Modalidade: CAPES/BRAFITEC
Parceiros: INPG (França)
Início: 01/04/2007
Conclusão: 28/02/2011
Resumo: Especialidades em eletrônica e em informática, indo no rumo de abranger todas as engenharias de ambas as universidades. Assim, em nível de Grenoble, o conjunto dos cursos de Engenharia do INPG e do PolyTech Grenoble (UJF) já estão incluídos nessa proposta. O objetivo, no meio prazo, será integrar todas as engenharias dos dois pólos em futuros intercâmbios. 2. O fato de se ampliar a base de seleção dos alunos candidatos ao programa permitirá aumentar a excelência acadêmica dos alunos selecionados, além de privilegiar novas relações tecnológicas pluri-disciplinares entre os dois parceiros franceses e brasileiros. Dentro desses objetivos, pede-se o financiamento de 2 (duas) missões de trabalho de professores do Instituto de Informática – UFRGS, de acordo com o previsto no projeto original BRAFITEC/SCISTEMA, entre a UFRGS e o Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), França, além de duas missões de professores do Instituto de Informática – UFRGS para participação no Evento BRAFITEC, em abril/2007, em Fortaleza/CE. Os objetivos destas missões para 2007 são principalmente a análise e o acompanhamento das missões de alunos até o momento realizadas e em andamento. As missões na França incluirão reuniões de trabalho com os parceiros do INPG e do Polytech Grenoble (UJF). A inserção desse último necessitará trabalho extra para definir a articulação entre as disciplinas propostas por esse novo curso e as do INPG já cursadas por alunos da UFRGS nos anos anteriores. Haverá também reuniões com os alunos em intercâmbio, para se estabelecer um balanço de seus trabalhos; e reuniões de informação aos alunos de Grenoble para poderem se beneficiar do acordo em 2008. As duas missões em Fortaleza serão importantes para possibilitar a transição entre o projeto SCISTEMA e seu predecessor, o projeto BRAFITEC PAGINER. Será a oportunidade de encontrar os vários coordenadores e integrantes de todos os projetos de intercâmbio com a França.


Coordenador: Philippe Olivier Alexandre Navaux
Projeto: CAPA – Cálculo Paralelo
Agência/Modalidade: CNPQ/Inria
Parceiros: Laboratório LIG Grenoble/França
Início: 17/03/2008
Conclusão: 16/03/2011
Resumo: Estudo e desenvolvimento de soluções para o desenvolvimento de programas paralelos em arquiteturas amplamente distribuídas. Isso passa por soluções em nível de middleware de administração de clusters/grids, de programação paralela e de monitoramento, assim como na avaliação de desempenho.


Coordenador: Philippe Olivier Alexandre Navaux
Projeto: LAGDataClima  –  Virtual institute for meterological data in the South America
Agência/Modalidade: CAPES/STIC AmSud
Parceiros: INPE, UNT, UDeLAR, SNM, UM, LIG
Início: 01/01/2013
Conclusão: 31/12/2014
Resumo: Major objectives and their relevance 1. Organize a database for observational and simulate data from the countries involved in the proposal, starting with temperature and precipitation fields. 2. Contribution with climatological analysis for evaluating global change impact on extreme events in the South America regions, including: intensity, frequency, space variability, dry and wet spells. 3. Software and hardware infra-structure for data grid and processing grid on mesoscale climatology. 4. Produce 20 years of climatology for the BRAMS model, with validation by observational data in the database. 5. Time integration for next 50 years with BRAMS model. Data analysis with focus on extreme meteorological events for temperature and precipitation. 6. The mesoscale BRAMS will be integrated considering 3 scenarios from the IPCC.


Coordenador: Philippe Olivier Alexandre Navaux
Projeto: Núcleo de Estudos em Cloud Computing UFRGS-MICROSOFT
Agência/Modalidade: Ação de Parceria
Parceiros: Microsoft Informática Ltda
Início: 01/07/2012
Conclusão: 30/06/2013
Resumo: O Núcleo de estudos em Cloud Computing, busca viabilizar projetos de interoperabilidade e convivência entre sistemas diversos, com destaque para os ambientes Microsoft Windows e Linux (sem  desconsiderar demais possibilidades). Esta  etapa  do  projeto  estará  centrada nos  ambientes de Computação em Nuvem.


Coordenador: Philippe Olivier Alexandre Navaux
Projeto: MAP GREEN-DC Mapeamento eficiente de energia usando processadores multicore em data centers virtualizados
Agência/Modalidade: CAPES/DAAD/PROBRAL
Parceiros: PUCRS, TUB Berlim
Início: 01/01/2013
Conclusão: 31/12/2014
Resumo: O objetivo geral é o uso de sistemas computacionais paralelos e distribuídos para melhorar o custo energético do uso de computadores, graças a ferramentas que abstraem o suficiente a complexidade da plataforma ao olhos do usuário final. Especificamente, espera-se estudos do custo energético do uso de arquiteturas paralelas, em três diferentes níveis: (a) um processador, (b) um cluster de vários processadores, e (c) um cloud de recursos virtualizados. Este estudo alimentará a avaliação de desempenho de soluções tradicionais de gerenciamento de plataforma distirbuídas e de programação, a fim de providenciar melhorias nas mesmas. Acrescenta-se também as metas seguintes, relativas à atuação acadêmica dos parceiros: 1. Transferência de tecnologia e reunião de esforços para o desenvolvimento de novas tecnologias em gerência de recursos em grades computacionais; 2. Intercâmbio de alunos de pós-graduação, professores e pesquisadores brasileiros e alemães; 3. Desenvolver artigos científicos para revista internacional, relatando os resultados obtidos com as pesquisas desenvolvidas nesta cooperação.


Coordenador: Philippe Olivier Alexandre Navaux
Projeto: JiT Clouds – Uma proposta para ampliar a elasticidade de provedores de computação em nuvem baseada na federação de recursos computacionais amortizados
Agência/Modalidade: Rede Nacional de Pesquisa
Parceiros: CESAR, IFPB, LNCC, PUC-PR, UFBA, UFC, UFCG, UFPB, UFPE, UFSC, UFSCAR, UNICAMP. UNIFOR, UNISINOS, Univ. do Minho
Início: 04/04/2011
Conclusão: 03/04/2013
Resumo: O paradigma da computação em nuvem permite o fornecimento de Tecnologia da Informação (TI) sob a forma de um serviço adquirido sob demanda. Entre os vários benefícios providos por esse novo paradigma, a elasticidade, que habilita o cliente a aumentar ou diminuir a capacidade de sua infraestrutura de TI sem qualquer custo adicional, é um dos mais importantes. Essa característica faz com que o ônus dos custos e riscos associados ao planejamento da capacidade da infraestrutura de TI passem do cliente para o provedor do serviço. O estado-da-prática em provimento de infraestrutura como um serviço (IaaS) impõe um limite a essa elasticidade, para que se possa garantir uma disponibilidade suficientemente elevada para os serviços e, ao mesmo tempo, manter os custos operacionais em um nível aceitável. Isso restringe o escopo das aplicações que poderiam se beneficiar do paradigma de computação em nuvem. Nesse projeto nós iremos investigar uma arquitetura alternativa para a construção de provedores de IaaS, onde os mesmos apenas incorrem em custos de propriedade quando os recursos usados para prover a sua infraestrutura são demandados pelos seus clientes, permitindo uma ampliação de algumas ordens de magnitude no limite que precisa ser imposto aos clientes. Além das questões relacionadas com o provimento de IaaS, serão estudadas questões relacionadas com o acoplamento com os outros níveis de computação em nuvem.


Coordenador: Philippe Olivier Alexandre Navaux
Projeto: Atmosfera Massiva II – Escalabilidade de Modelos Atmosféricos para Arquiteturas Heterogêneas com 10k Cores
Agência/Modalidade: CNPq/PDI
Parceiros: INPE/CPTEC, LNCC, UFSM, UNIFESP
Início: 20/12/2010
Conclusão: 20/12/2012
Resumo: Os modelos atmosféricos requerem máquinas progressivamente mais potentes para finalidades tais como: (1) aumentar a resolução dos modelos, ampliando sua acuidade; (2) incluir novas funcionalidades em modelos existentes, tratando fenômenos físicos anteriormente não contemplados e (3) substituir modelagens atuais por novas, mais precisas porem mais demandantes. A tendência arquitetônica atual para gerar máquinas progressivamente mais potentes é aumentar o número de núcleos de processamento e, portanto, seu grau de paralelismo. Isto afeta substancialmente a codificação dos modelos, a escolha dos métodos numéricos e a escolha da formulação algébrica, originando múltiplas oportunidades de pesquisa com potencial aproveitamento imediato na produção. Este projeto, na continuidade do projeto ?Atmosfera Massiva? (Edital MCT/CNPq/CT-Info 07/2007) que estudou o uso de paralelismo multi-core em tais modelos até 1.000 cores (limitado ao maquinário então disponível) visa pesquisar a ampliação da escalabilidade paralela para até 10.000 cores (utilizando o maquinário recem adquirido) de modelos atmosféricos em múltiplos estágios de sua evolução: (1) em modelo regional estável, largamente utilizado em produção e pesquisa no país e no exterior (BRAMS); (2) em sua extensão para estudos ambientais, incluindo qualidade do ar, atualmente utilizado operacionalmente no CPTEC (CATT/BRAMS); (3) em promissor modelo global e regional recentemente desenvolvido (OLAM). Este projeto enquadra-se no segundo grande desafio proposto pela SBC (?Modelagem computacional de sistemas complexos e da interação homem-natureza?), tema contemplado por este edital. A equipe do projeto alia a reconhecida capacidade de pesquisa em Ciência da Computação do Inf/UFRGS com a experiência do CPTEC em desenvolver novas funcionalidades, extrair alto desempenho e manter e disseminar os modelos de produção desse centro com a comprovada capacidade de modelagem do LNCC à comprovada capacidade de pesquisa em Computação Aplicada do LAC/INPE. A estes grupos já consolidados junta-se o emergente grupo de Ciência da Computação da UNIFESP em São José dos Campos. O projeto utiliza núcleos estáveis das equipes já existentes e maquinário de alta capacidade disponível nos parceiros. Requer a aquisição de hardware que permita acompanhar a evolução do paralelismo ao longo do projeto, bolsas para pessoal de pesquisa e desenvolvimento e meios para promover a iteração entre os parceiros.


Coordenador: Philippe Olivier Alexandre Navaux
Projeto: Many-Core Process Mapping – Mapeamento de Processos Paralelos em Arquiteturas “Many-Core” Heterogêneas
Agência/Modalidade: CNPq/Editais Universais
Início: 21/12/2009
Conclusão: 21/12/2011
Resumo: Para maximizar o desempenho de um chip multi-core, que é limitado pelos acessos concorrentes aos vários níveis de memória compartilhada, deve-se otimizar o mapeamento dos fluxos de execução (processos) executados no processador. Nos processadores atuais, o mapeamento deve levar em consideração a hierarquia de memória cache; nos processadores projetados para os anos próximos, deve-se levar em consideração uma topologia de rede-on-chip, com tempos de latência e vazão diferentes. Nos dois casos, o mapeamento necessita-se de informações sobre os acessos à memória ou aos sistemas de Entrada/Saída efetuados pelos processos; essas informações serão obtidas por uma ferramenta de visualização do comportamento do programa. O cálculo do mapeamento poderá ser efetuado ou por técnicas estáticas de particionamento de grafos (ou seja, antes da execução de um programa), ou dinamicamente com migração de processos. O presente projeto estuda estes tópicos e irá apresentar propostas de soluções para otimizar a alocação de processos em sistemas many-core.


Coordenador: Philippe Olivier Alexandre Navaux
Projeto: GREEN-GRID: Computação de Alto Desempenho
Agência/Modalidade: FAPERGS/PRONEX
Parceiros: UFPEL, PUCRS, UFSMA
Início: 10/05/2010
Conclusão: 31/03/2014
Resumo: Trata-se de projeto em parceria entre a UFRGS, a UFPel, UFSM e a PUCRS, com o objetivo de unir a competência de quatro grupos de trabalho para criação de uma infra-estrutura de Grade Computaiconal para Computação Sustentável, baseada na exploração de recursos sub-utilizados e em processadores multi-cores de baixo custo energético. As atenções da pesquisa estarão voltadas às questões relacionadas ao suporte de execução de aplicações sobre esta infra-estrutura, havendo também preocupação de desenvolvimento de ferramentas de apoio ao desenvolvimento de aplicações para esta infra-estrutura considerando o requisito de computação sustentável.