III Workshop on Grid Computing and Applications

PROGRAMA DE VERÃO DO LNCC - 2005
31 de Janeiro - 2 de Fevereiro

Resumos / Absrtacts


Security Services for the Globus Toolkit

James Basney (NCSA - UIUC)

Resumo/Abstract
In this talk, I will present the security architecture of the Globus Toolkit v4.0 and describe security services available in the toolkit and in add-on packages developed by the wider grid community. Topics will include proxy certificates, web service security, the Globus Simple CA, the MyProxy online credential repository, the Kerberized Certificate Authority (KCA), and the Virtual Organization Membership Service (VOMS). I will focus on practical details about grid security that grid architects and system administrators should know when building and maintaining their grid infrastructure.



The Computational Chemistry Grid: Production Cyberinfrastructure for Computational Chemistry

John Towns (University of Illinois)



Load-balancing for a branch-and-bound algorithm in grid environments    text  poster


Lúcia Drummond (Universidade Federal Fluminense),
Juliana Nascente Silva (UFF),
Alexandre Gonçalves (UFF)

Resumo/Abstract
Este trabalho apresenta algoritmos de balanceamento de carga a serem aplicados em um Branch and Bound paralelo para solução do problema de Steiner. Os algoritmos propostos foram projetados considerando as especificidades de um ambiente Grid.



Algoritmo Branch-and-Bound Distribuído e Tolerante a Falhas para Grades Computacionais      text  slides

Alexandre Gonçalves (UFF),
Lúcia Drummond(Universidade Federal Fluminense),
Eduardo Uchoa(UFF),
Maria Clicia Castro (UERJ)

Abstract.
This work introduces a new fault tolerant and distributed branch- and-bound algorithm applied to the Steiner Problem in Graphs (SPG), to be run on computational Grids. Many Grids are composed of clusters of processors connected via high-speed links and the clusters, geographically distant, are connected through low-speed links, in a hierarchical fashion. The algorithm proposed has the following features: i) it does not employ the usual master-worker paradigm; ii) it considers the hierarchical structure of such Grids in its procedures; and iii) it contains load balance and fault tolerance mechanisms. Good speepuds were obtained, allowing the resolution of hard instances in very reasonable times.

Resumo
Este trabalho apresenta um novo algoritmo branch-and-bound distribuído e tolerante a falhas, aplicado ao Problema de Steiner em Grafos, para grades computacionais. Muitas grades são compostas por clusters de processadores conectados por canais de baixa velocidade e os clusters, geograficamente distantes, são conectados através de canais de alta velocidade, de modo hierárquico. O algoritmo proposto tem as seguintes características: i) não emprega o paradigma usual mestre-escravo; ii) considera a estrutura hierárquica das grades nos seus procedimentos; e iii) contém mecanismos de balanceamento de carga e tolerância a falhas. Bons speedups foram obtidos, permitindo a solução de instâncias difíceis em tempos muito satisfatórios.


Simulating the Quantum Fourier Transform with Distributed Computing      text   slides

Franklin Marquezino(UCP),
Rui Mello Júnior(UCP),
Renato Portugal (National Laboratory for Scientific Computing),
Gerson Nunes (Universidade Católica de Petrópolis)

Resumo/Abstract
 
In this paper a new approach for quantum computer simulations is presented. The proposal is creating a simulator where the main concern is not simply the results of the algorithm for a given input. Instead, this simulator will imitate, as close as possible, the internal behavior of a real quantum computer. In order to do that, Distributed Computing is necessary.


Grid Security: The host approach      text   slides

Evgueni Dodonov(Federal University of São Carlos),
Jessica Zorzatto (DC-UFSCar),
Joelle Quaini (DC-UFSCar),
Hélio Guardia (Universidade Federal de São Carlos)

Resumo/Abstract
Security is an important concern in providing the infrastructure for the implementation of general purpose computational grids. However, most grid implementations focus their security concerns in correctly authenticating users and hosts and in the communications among them. In most cases, application security is left to the underlying operating system. This can be a problem when a "malicious" application is executed. In this work, we introduce the GridBox architecture, that aims to provide additional security for GRID applications, using Access Control Lists and sandbox functionality for GRID tasks.


Benchmark of Low Cost Beowulf Clusters

Mathias Brito (Universidade Estadual de Santa Cruz)

Resumo/Abstract
Neste artigo iremos descrever alguns métodos, passos a seguir e ferramentas para utilizar de uma maneira consistente para se obter informações essenciais sobre a performance de um Cluster Beowulf de Baixo Custo baseado na experiência do autor responsável pela implementação do cluster do LATO, bem como explicar como alguns periféricos podem diminuir a performance do sistema como um todo.


Um Framework de Escalonamento Flexível para Submissão de Processos em uma Grade Computacional      text

Valéria Reis (University of São Paulo),
Marcos Santana (USP-ICMC),
Regina Santana (USP-ICMC)

Resumo/Abstract
The creation of infrastructures composed of heterogeneous resources frequently distributed among different institutions and domains, just like a grid, has increased the degree of difficulty to schedule processes in a good manner. This paper introduces a way to include scheduling policies into the Globus Toolkit resource manager. The goal is to create new grid policies to achieve better performances with the execution of applications.


The PAUA Grid and the implementation experience of OurGrid     text  slides

Walfredo Cirne (Universidade Federal de Campina Grande)
 


The InteGrade Project: Status Report      text  slides

Andrei Goldchleger (USP),
Fabio Kon (USP),
Siang Song (Universidade de São Paulo),
Edson Cáceres (UFMS)

Abstract
The paper "The InteGrade Project: Status Report" presents the current state of the development of InteGrade. The modules LRM, GRM, ASCT and AR are already implemented. Several applications are being implemented on the InteGrade (matrix multiplication, sorting, dynamic programming, SAT, greedy algorithms, and FPT algorithms). New modules are being developed to add new functionalities to InteGrade, and to improve the environment to develop applications.
Resumo
 O presente artigo apresenta o estado atual de desenvolvimento do InteGrade. Os mdulos LRM, GRM, ASCT e AR ja esta implementados. Várias aplicações estão sendo implementadas no Integrade (Multiplicao de Matrizes, Ordenacao, Programacao Dinmaica, SAT, Algoritmos Gulosos e Algoritmos FPT). Novos módulos estão sendo desenvolvidos visando adicionar novas funcionalidades ao Integrade além de melhorar o ambiente para desenvolvimento de aplicacões.


HyperGrid: Arquitetura de Grade Baseada em Hipercubo Virtual      text

Luis Carlos De Bona (University Federal of Parana),
Elias Duarte Jr. (UFPR),
Keiko Fonseca (CEFET-PR)

Resumo/Abstract
Os ambientes de grade computacional oferecem acesso a uma grande quantidade de recursos computacionais para a execução de aplicações paralelas e distribuídas. Este trabalho apresenta o HyperGriduma plataforma que tem como objetivo permitir o uso do ambientes de grade para executar aplicações paralelas escritas usando o paradigma de troca de mensagens. O Hypergrid é baseado em um hipercubo virtual, que é uma rede virtual sobre a Internet. O hipercubo oferece os recursos necessários escondendo a heterogeneidade, as falhas e as reconfigurações do sistema. O HyperGrid é baseado no algoritmo DiVHA (Distributed Virtual Hypercube Algorithm) que é utilizado para manter o hipercubo e monitorar os recursos do sistema. Uma arquitetura para a implementação do HyperGrid também é apresentada.


Applying the ISAM Architecture for Genetic Alignment in a Grid Environment      text

Alberto Filho (Federal University of Rio Grande do Sul),
Lincoln Morais (Universidade Federal do Rio Grande do Sul),
Rodrigo Real (UFRGS),
Luciano da Silva (UFRGS),
Adenauer Yamin (UFRGS),
Iara Augustin (UFRGS)

Resumo/Abstract
In this paper we present a practical experiment using an application to solve the genetic sequence alignment problem implemented in the grid environment provided by ISAM. The ISAM architecture aims to provide an integrated solution, from development to execution, for general-purpose pervasive applications, combining techniques proceeding from context-aware, mobile and grid computing. Here, we present an overview of the genetic sequence alignment problem and the developed solution to solve it, as well as the obtained results in a multi-institutional execution of the application.


Combining Grid Computing and Internet Measurements      text  slides

Artur Ziviani (LNCC/MCT)

Resumo/Abstract
Grid computing and Internet measurements are two areas that have taken off in recent years, both receiving a lot of attention from the research community. In this position paper, we argue that these two promising research areas have a strong synergy that bring mutual benefits. Based on such considerations, we propose a measurement middleware service for grid computing. By defining the architecture and the methods of this service, we show that a promising symbiosis may be envisaged by the use of the proposed measurement middleware service for grid computing.


GRADEp: Towards Pervasive Grid Executions      text  slides

Claudio Geyer (UFRGS),
Luciano da Silva (UFRGS),
Adenauer Yamin (UFRGS),
Iara Augustin (UFRGS),
Alberto Filho (Federal University of Rio Grande do Sul),
Maurício Moraes (UFRGS)

Resumo/Abstract
This paper provides an overview of our on-going work in the GRADEp middleware. GRADEp research is being developed by the GRADEp Working Group, sponsored by RNP, and aims at extending the traditional grid computing proposal with the notion of "pervasive grid executions" by incorporating aspects of mobility of devices, users and application components.


An implementation of the GRAND Hierarchical Application Management Model using the ISAM/EXEHDA system      text

Patrícia Vargas (Universidade Federal do Rio de Janeiro),
Lucas Alberto Souza Santos (Instituto de Informática - Universidade Federal do Rio Grande do Sul),
Claudio Geyer (UFRGS),
Inês Dutra (UFRJ)

Resumo/Abstract
Several works on grid computing have been proposed in the last years. However, most of them, including available software, can not deal properly with some issues related to control of applications that spread a very large number of tasks across the grid network. The GRAND (Grid Robust Application Deployment) model is a step toward dealing with these kinds of applications. GRAND is an architectural model based on partitioning and hierarchical submission and control of such applications. It can control the execution of a huge number of distributed tasks preserving data locality while reducing the load of the submit machines. GRAND also offers a simple, but yet powerful, application description language, GRID-ADL (Grid Application Description Language). This paper presents a prototype implemented using the ISAM/EXEHDA system, which implements some of the main functionalities of the GRAND model.


A CoDIMS based proposal for ditribution and execution of wrappers in a grid environment      text  slides

Cristiano Biancardi (UFES),
Leonardo José Silvestre (UFES),
Alvaro Barbosa (UFES)

Resumo/Abstract
Grid é um ambiente de computação no qual aplicações podem utilizar múltiplos recursos computacionais distribuídos de forma segura, coordenada, eficiente e transparente. Por sua vez, sistemas de integração de dados são por natureza distribuídos e podem se beneficiar de ambientes Grid para melhor desempenho e uso racional dos recursos disponíveis. Este trabalho descreve uma proposta para a distribuição, alocação e execução dos wrappers do sistema de integração de dados CoDIMS, utilizando um ambiente de Grid.


Developing Applications for Wireles Grids      text

Luciana Lima (Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro),
Antônio Tadeu Gomes (LNCC),
Artur Ziviani (LNCC/MCT),
Markus Endler (PUC-Rio),
Luiz Fernando Soares (PUC-Rio)

Resumo/Abstract
A área de grades sem fio apresenta uma série de questões em aberto. Soluções para os problemas de descrição e descoberta ad-hoc dos serviços disponíveis são o ponto central dessa nova área de pesquisa. É necessário que se definam modelos de negócio e que se investiguem casos de uso, importantes para a análise contextual dos serviços a serem disponibilizados e compartilhados nesses novos sistemas. Ainda, aspectos relativos à segurança são imprescindíveis para o sucesso e a rápida adoção dessa nova tecnologia.


A negotiation module based on policies for the management of computational grids      text

Janine Costa (Universidade Federal do Ceara),
Rossana Andrade (UFC),
Javam Machado (Universidade Federal do Ceará)

Abstract
Grid computing allows sharing resources from different sites. However, this environment is complex due to its scalability and heterogeneity. In this work, we present a policy based negotiation module for grid computing that permits controlling and monitoring grid resources.
Resumo
 Uma grade computacional permite compartilhar recursos de diferentes sites. Entretanto, este ambiente é complexo devido a sua escalabilidade e heterogeneidade. Neste trabalho, apresentamos um módulo de negociação de políticas que permite controlar e monitorar os recursos da grade.


GigaManP2P Tecnologia Peer-To-Peer Aplicada no Gerenciamento de Redes Ópticas     text  slides

Lisandro Zambenedetti Granville (UFRGS),
Luci Pirmez (UFRJ),
Elias Duarte Jr.(UFPR),
José Souza (UFC),
Rossana Andrade (UFC),
Liane Tarouco (UFRGS)

Resumo/Abstract
O gerenciamento de redes ópticas envolve não apenas a monitoração e configuração da infra-estrutura de comunicação, mas também o provisionamento de serviços diretamente aos usuários. As soluções convencionais de gerenciamento, normalmente baseadas no protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol), não são suficientes para o gerenciamento de redes ópticas, pois não são capazes, por exemplo, de fornecer suporte à instalação de novos serviços sob demanda e de permitir a cooperação remota entre operadores localizados em domínios administrativos diferentes. Este artigo introduz a solução de gerenciamento do projeto GigaManP2P, que utiliza tecnologia peer-to-peer (P2P) como base para um sistema de gerenciamento distribuído que fornece serviços de operação inovadores e apropriados ao gerenciamento de redes ópticas. Em seguida, é apresentado o conjunto de serviços de gerenciamento, foco deste artigo, que a rede P2P proposta deve fornecer para três tipos distintos de clientes: operadores de rede, usuários e aplicações.


Strategies for minimizing the effects of communication overloads in heterogeneous computational environments based on the LogP model      text

Deolinda Cardoso (Marinha do Brasil),
Vinod Rebello (Instituto de Computação, UFF)

Abstract
Our work studies the problem of scheduling tasks in systems of distributed heterogeneous resources, which communicate via message passing. In these systems, efficient task scheduling is crucial to obtaining good performance. The processing costs to send and to receive messages (traditional ignored by scheduling algorithms) can dramatically influence the execution time of parallel applications. In this paper, three new strategies are proposed to enable list scheduling heuristics to handle these overhead costs appropriately in order to generate efficient schedules for environments such as Clusters and Computational Grids.
Resumo
Nosso trabalho estuda o problema de escalonamento de tarefas em sistemas heterogêneos e distribuídos onde a comunicação é realizada através de troca de mensagens. Nesses sistemas o escalonamento eficiente de tarefas é crucial para se obter bom desempenho. Entretanto, os custos de processamento para enviar e receber mensagens, tradicionalmente ignorados pela maioria das heurísticas de escalonamento, podem influenciar drasticamente no tempo de execução paralelo das aplicações. Neste artigo três novas estratégias são propostas, através de uma heurística de list scheduling, sob o modelo LogP, para minimizar os efeitos adversos que as sobrecargas das comunicações causam ao makespan das aplicações.


Computational Grids - The RNP contribution  slides

Michael Stanton (RNP)

Resumo/Abstract
São apresentadas iniciativas recentes da RNP na montagem de nfra-estrutura de comunicação de multi-gigabit por segundo, além de uma visão geral de subprojetos do Projeto GIGA que envolvem a construção e utilização de grades computacionais.


Molecular Dynamics in Computational Grid Environments      text

Marcelo Portes (CBPF),
Marcio de Albuquerque (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas),
Nilton Alves Jr. (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas),
Deyse Peixoto Ribeiro (CBPF),
Luis Gregório Moyano (CBPF),
Constantino Tsallis (CBPF)


Resumo/Abstract
Este trabalho apresenta a simulação numérica que vem sendo desenvolvida no CBPF para o estudo da dinâmica molecular baseada na mecânica estatística não-extensiva generalizada em ambiente de grade computacional. Foram desenvolvidos e testados programas utilizando a biblioteca MPI e os resultados mostraram que a grade nos permite um significativo ganho de performance no tempo de execução.


Agent-based Negotiation for Resource Allocation in Grid      text   slides

Lilian Nassif (UFMG, Prodabel),
José Marcos Nogueira (UFMG),
Ahmed Karmouch (University of Ottawa),
Mohamed Ahmed (National Research Council Canada),
Roger Impey (National Research Council Canada)

Resumo/Abstract
Grid technology allows the sharing of resources within groups of individuals or organizations. A job submission in grid initially requires the identification of a list of servers that meet a certain job description. After, it is necessary to select the best server from this list. None of current researches about resource allocation in grid associates the choice of the server with the service delivery conditions. In order to incorporate quality to the grid service it is important to know when the job will finish and what are the cost and quality factors involved. We present here a Multi-Agent System that chooses the best place to run a grid job by making use of adaptable negotiation. The prediction of job execution is achieved with case-based reasoning technique and the negotiation flexibility is delimited by resource policies. Our approach models different forms of negotiation, identified as multi-issue, bilateral and chaining negotiations.


Globus Security Infrastructure: a security infrastructure for computational grids      text

Reinaldo Bezerra Braga (CENAPAD-NE),
Felipe Sampaio Martins (CENAPD-NE - UFC),
Janine Costa (Universidade Federal do Ceara),
Rossana Andrade (UFC)


Resumo/Abstract

O Globus Security Infrastructure (GSI) disponibiliza um conjunto de ferramentas e bibliotecas que possibilitam o acesso seguro de aplicações e usuários aos recursos de uma grade computacional [1]. Nesse contexto, o projeto GRAD-GIGA, proposto pelo SINAPAD em atendimento a chamada RNP 01/2004, tem como objetivo a construção de uma grade de produção nacional utilizando o Globus Toolkit como plataforma, cuja infra-estrutura de segurança é oferecida pelo GSI.


Hepgrid Brazil  slides

Alberto Santoro (UERJ)

Resumo/Abstract:
O projeto HEPGRID-Brasil nasceu como uma evolução natural da Física de Altas Energias. As novas tecnologias em aceleração e detecção de partículas, deram origem a uma série de desafios para a comunidade científica. Um desses desafios vem com o aumento espetacular de eventos que serão produzidos para serem analisados por gigangestos programas de tratamento de dados. Adicione-se a este desenvolvimento o aumento do número de físicos, instituições e países trabalhando juntos com um só objetivo. Para enfrentar estes desafios de armazenagem de dados, de necessidade de CPUs capazes de dar conta desta realidade, é que se pensou em construir a GRID como única arquitetura capaz de atender essas necessidades: Armazenagem distribuida, CPUs partilhadas para submissão de "jobs" a longa distância, para o tratamento de dados de forma transparente ao usuário. Assim como estávamos na colaboração da GRID para a Física de Altas Energias, fizemos a proposta de criar no Brasil este projeto capaz de abrir oportunidades para os pesquisadores Brasileiros de várias instituições. Esta possibilidade é única, que é capaz de possibilitar o trabalho em nossa área onde a colaboração internacional é um fato praticado há muitos anos. O HEPGRID-Brasil é uma abertura interna para uma efetiva colaboração entre instituições regionais, nacionais e internacionais. Pretende-se usar esta unidade para fazer física em colaboração com colegas Brasileiros e de mais de 40 países. A unidade será aberta excepcionalmente, também para a comunidade científica como um todo, i. e., com a apresentação de proposta que justifique a sua utilização. Finalmente, para dar uma idéia de parâmetros com os quais trabalhamos, o Large Hadron Collider e seus quatro experimentos (ALICE,ATLAS, LHCb e CMS)vão acumular anualmente 20 Petabytes de dados que serão distribuidos pelas unidades da GRID associada a estes experimentos. Há uma enorme abertura portanto para treinamento de pessoal especializado em vários setores da computação.


Grid Sinergia: A computational environment for efficient execution of scientific applications

Vinod Rebello (Instituto de Computação, UFF)


Integridade: Developments in middleware services for computational grids   slides

B. Schulze (LNCC)

Resumo/Abstract
Grids Computacionais têm o potencial de se tornarem plataformas poderosas utilizadas pela comunidade de computação distribuída, tanto científica quanto comercial, para a execução de aplicações de grande importância e alto teor computacional. Seu objetivo é agregar uma coleção de recursos distribuídos, heterogêneos e compartilhados conectados por uma rede capaz de oferecer capacidade computacional para tais aplicações. Contudo, permanece como desafio a exploração do desempenho de tais recursos, devido principalmente ao comportamento dinâmico e instável deste ambiente. Programadores deveriam ser capazes de especificar aplicações em uma linguagem de alto nível orientada à solução de problemas e poder supor que a aplicação acesse a Grid de forma eficiente e utilize os recursos necessários sem grandes esforços aplicados pelo próprio programador. A existência de redes de longa distância de alta velocidade a baixo custo tem encorajado o desenvolvimento de aplicações que requerem recursos não disponíveis localmente, tirando vantagem de recursos distribuídos geograficamente. Isso representa uma abertura para novos ramos de pesquisa que previamente encontravam-se limitados e sem exploração por razões econômicas e práticas. Podemos identificar três camadas distintas, que se comportam como um sistema computacional único e bem integrado: - Infraestrutura - componentes de software e hardware, integrados por uma rede física; - Middleware - camada oferecendo transparência dos recursos disponíveis, com ferramentas para o gerenciamento e controle da infra-estrutura e aplicações em Grid; - Aplicações - desenvolvidas e otimizadas para tirar vantagem dos recursos distribuídos e do comportamento dinâmico da Grid. O objetivo deste subprojeto é uma Grid computacional de desenvolvimento entre as instituições participantes, conectadas através da Rede Giga, e desenvolver sobre este ambiente serviços de infraestrutura e de middleware que ofereçam transparência e eficiência no uso de seus recursos distribuídos. Podemos listar serviços voltados para a infra-estrutura e também serviços voltados para uma classe de aplicações. No primeiro grupo enumeramos: serviço de submissão, serviço de escalonamento, serviço de monitoração de ocupação dinâmica, serviço de diretório, serviço de segurança, entre outros. No segundo grupo enumeramos: serviço de integração de dados, orquestração de serviços, e transformação automática de aplicações para execução em Grids. A implementação de uma Grid de desenvolvimento permitirá o amadurecimento desta tecnologia e a sua aplicação em áreas chaves como, por exemplo, governo eletrônico, bioinformática, meteorologia, física de partículas entre outros. Dentre os aspectos inovadores está a aplicação destas tecnologias de forma escalável.


Portal Giga - transparently executing applications in grids      text   slides

Fabricio Silva (Universidade Católica de Santos)

Resumo/Abstract

A impressionante melhoria de desempenho que redes de computadores vêm experimentando levou a idéia de se utilizar computadores independentes conectados em rede como plataforma para execução de aplicações paralelas, originando a área de Computação em Grid. Os principais atrativos desta idéia são a possibilidade de alocar uma enorme quantidade de recursos a uma aplicação paralela e fazê-lo a um custo muito menor do que alternativas tradicionais (baseadas em supercomputadores paralelos). Um Grid Computacional tem como objetivo acoplar recursos heterogêneos distribuídos e oferecer o acesso consistente e barato aos recursos, independente de sua localização física. No caso específico da ciência, um sistema de computação Grid pode beneficiar grupos de pesquisadores em pontos geograficamente distantes. Por exemplo, o conceito de computação Grid permite o compartilhamento de dados/recursos computacionais por grupos de pesquisa colaborando em uma única área, mas geograficamente distantes um do outro. De modo geral a plataforma Grid permite uma utilização eficiente dos recursos computacionais localizados em diferentes centros, por diferentes grupos de pesquisa nas mais diversas áreas. Além disto é importante enfatizar que o conceito de Computação em Grid pode e está sendo aplicado atualmente em diferentes áreas de pesquisa. Exemplos são bioinformática, meteorologia, petróleo e física de altas energias. O objetivo principal do projeto PortaGIGA é permitir que um pesquisador que tenha interesse em executar aplicações específicas das áreas de bioinformática, petróleo e mineração de dados no Grid, mas que não tenha conhecimentos específicos da área de Grids Computacionais, possa executar estas aplicações de forma simples, via um portal Web, denominado PortalGIGA, fazendo uso da rede do projeto GIGA. Para executar uma aplicação o usuário escolheria a mesma dentre um menu de opções oferecidos no site, dispararia a aplicação e esperaria o resultado que seria mostrado via a mesma interface Web. Como o objetivo de fazer progresso rápido e colocar nosso piloto em produção no final do projeto, inicialmente restringiremos o portal a três aplicações predefinidas: Simuladores de Reservatório de Petróleo. Simulação de Dinâmica Molecular Mineração de Dados O portal será construído usando middleware MyGrid. Os recursos computacionais que farão parte do Grid utilizado pelo PortalGIGA serão disponibilizados inicialmente pelas instituições participantes do projeto. O Projeto PortalGIGA é coordenado pela UNISANTOS e conta com a participação da UFCG, LNCC, UFRJ e HP Brasil.


CSBase - A software infrastructure for scientific applications in advanced networks

Renato Cerqueira (PUC Rio)

Virtual Organization      text   slides

João Alexandre Ribeiro Gonçalves Barbosa (LNLS),
Yuri Amorim (LNLS)


Resumo/Abstract

The explosion in the availability of Biological information in the last decade has raised the need for faster computational software and hardware. The use of cluster and grids are in common use in structural biology. In this project we plan to implement a Virtual Organization where structural biologists will be able to use such tools in an optimal way, maximizing the benefits of such constructions. The project is still in its beginning, but there are two distinct stages: 1) build the cluster, grid and portal; and 2) use all the computational power to achieve good scientific results. The tasks ahead shall be presented and discussed for both stages.


Bioinformatics and biosystems modeling applications in high performance networks    slides

Paulo Bisch (Federal University of Rio de Janeiro)

Resumo/Abstract
More than thirty million of DNA sequences are now days available in public genes databanks allowing an increase of biological information accessible to any one at the Internet network. However, in a crude manner, this is only the lowest degree of information, to each sequence is necessary to add some biological significance. Mostly of this is due by comparing the new sequences to the existing one with available experimental information, and by sequence homology assign some expected biological function. A lot of theoretical, computational and experimental effort has been made to provide to the final user the biological significance of his new sequence. One of the crucial concepts is the relationship between structure and function of biological molecules. The recognition of molecular forms is present in any biological process. Computer simulations and informatics are appropriated tools to help the understanding of biological function of a given genome sequence. Our group is developing computational tools to deal with large scale genome projects and to provide structural information of new sequences by means of homology and structural motifs search. Complementary test has to be made by docking analysis and molecular dynamics simulations. The final goal of project is to provide for the academic community a complete bioinformatics toll for structural predictions and analysis. Further, one of the major aims is to construct structure databanks of possible molecular targets for drug and vaccines design. This large scale project is in fact reliable only by using the new technologies of Giga communication and Grid processing configuration.


Hierarchical fault detection based on threads for grids      text

Marcelo Santos (IC UFF),
Lúcia Drummond (Universidade Federal Fluminense)


Resumo/Abstract
Este trabalho apresenta o projeto de um sistema para detecção de falhas para ambientes GRIDS. O sistema, desenvolvido em C e MPI, é baseado em threads e é hieraquizado, o que o torna escalável e resulta em um baixo impacto no desempenho da aplicação.


Integrated, Innovative Systems: NCSAs Contribution to Cyberinfrastructure

Bob Wilhelmson (NCSA / UIUC)

Resumo/Abstract
NCSA empowers research and educational communities seeking new knowledge that will advance our understanding of the world we live in and secure and protect the health and well being of U.S. citizens. This includes enabling the advancement of scientific discovery and the tate-of-the-art in engineering and of other disciplinary research activities that depend on advanced computing technologies. It also includes enabling the training and education of students in all disciplines that depend on advanced computing technologies. This is being accomplished by providing high-end computing, data storage, and networking resources, by working closely with the nations research communities to design, develop and deploy the comprehensive, integrated software environments, and by working closely with computer vendors to design, develop and deploy innovative computer architectures that promise to significantly decrease the cost and/or extend the range of computational science and engineering. NCSAs involvement with LEAD (Linked Environments for Atmospheric Discovery), a large multi-institutational effort, will be used to illustrate NCSAs collaboration with research communities. LEAD is working to develop a comprehensive national cyberinfrastructure for mesoscale meteorology. LEAD is addressing the fundamental information technology (IT) research challenges needed to create an integrated, scalable for identifying, accessing, preparing, assimilating, predicting, managing, analyzing, mining, and visualizing a broad array of meteorological data and model output, independent of format and physical location. http://www.ncsa.uiuc.edu/ http://lead.ou.edu/ Bob Wilhelmson is a professor of atmospheric sciences at the University of Illinois. Chief Scientist at NCSA, and Head of the Cyber Applications and Community Engagement Directorate at NCSA. He received a PhD in computer science from the University of Illinois and has been involved in NCSAs activities since its inception.


NCSA and Scalable Computations in the International Scene

Radha Nandkumar (UIUC - NCSA)

Resumo/Abstract
This talk will focus on National Center for Supercomputing Applications, NCSA, a National Science Foundation (NSF) Center, and its role in the development of clusters, grids, applications, and the TeraGrid. NCSA's high performance computing environment, the associated technological infrastructure, the large-scale applications in science and engineering, particularly computational science research that exploit these technologies, and NCSA's global affiliations in establishing an international cyberinfrastructure alliance will be discussed briefly. Short Bio: Dr. Radha Nandkumar received a Ph.D. in Physics in 1985, and most recently an Executive MBA in 2002, both from the University of Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, in the United States. She has been a member of NCSA staff since its inception and has held various appointments and responsibilities during its evolution . She is currently a senior Research Scientist and the Director of International Program at NCSA.


Visualization and Experimental Technologies at NCSA

Robert Patterson (NCSA / UIUC)

Resumo/Abstract
Robert Patterson will present an overview of activities and recent projects from NCSA's Visualization and Experimental Technologies Group as well as the group's future directions and goals. The talk will cover NCSA's visualization systems and display technology and specific visualization projects in astrophysics and atmospheric science. Experimental technologies such as the Intellibadge conference tracking project and the software defined radio will also be presented.


Grid Computing and Scientific Visualization text   slides

Gilson Giraldi (National Laboratory for Scientific Computing)
  

Resumo/Abstract
In this paper we focus on distributed scientific visualization using grid. Specifically, we find out basic requirements for distributed graphics applications over a grid environment. Then, we propose a middleware infrastructure adapted for supporting scientific visualization applications that meets these requirements. We claim that we should consider scientific visualization in grid from an integrated global view of data and programs published by heterogeneous and distributed data sources. This idea can be implemented by CoDIMS which is an environment for the generation of Configurable Data integration Middleware Systems. CoDIMS adaptive architecture is based on the integration of special components managed by a control module that executes users workflows. We exemplify our proposal with a middleware system for computing particles trajectories within a Grid environment.


A peer-to-peer approach in computational grids with load-balancing      text

Erico Mattos (Universidade Federal de São Carlos),
Luis Trevelin (Federal University of São Carlos)


Abstract
Some characteristics contributed for the success of file sharing peer-to-peer systems, including scalability and use easiness. Trying to reach the same results, adding the processing capacity of some low cost computers, appears the idea to adopt this same model building computational grid environments, allowing the construction of high performance parallel computation environments with lower financial and administrative costs. This paper presents a software architecture composed by distributed resources management mechanisms, created motivated by the services offered by computational grid environment and the implantation and execution easiness of peer-to-peer systems.
Resumo
Algumas características contribuíram muito para o sucesso de sistemas peer-to-peer para compartilhamento de arquivos, incluindo escalabilidade e facilidade de uso. Objetivando alcanc¸ar os mesmos resultados, agregando a capacidade de processamento de varios computadores de pequeno porte, surge a ideia de adotar esse mesmo modelo para contrucao de ambientes de grades computacionais, permitindo construir ambientes de computacao paralela de alto desempenho com menores custos financeiros e administrativos. Este artigo apresenta uma arquitetura de software composta por mecanismos de gerência de recursos distribuídos, motivado pelos servicos oferecidos por um ambiente de grade computacional e pela facilidade de implantacao e execucao de sistemas peer-to-peer.


Genomics: Activities at LNCC    slides

Franc Alarcon (LNCC),
Ana Tereza Vasconcelos (Laboratório Nacional de Computação Científica)

Resumo/Abstract
A simpleton view of genomics activities at LNCC and their importance will be shown shortly. GRID computing as a form of distributed computing that involves sharing computing, application, data and storage across dynamic and geographically dispersed organizations is a promising partner for a faster development of biological data mining. An example of a potential relationship between genomics (comparative genomics) and GRID computing will be sumarized. Comparison of two simpleton genomes (M.genitalium and M.pneumoniae) were done using protein structural information instead of sequence similarities between ORFs. Protein folds were assigned to each genome´s ORFs (when possible) using theoretical methodologies like threading (a fold recognition technique). The use of structure-based comparison was chosen considering the fact that structure is more conserved than sequence along evolutive periods. A large number of logical relationships between any two members of a genome (protein domains) is observed using structure as basic information when compared to relationships obtained with classical methods based on BLAST searchs (BBH methodology). Protein domain accretion and shuffling consequences are more evident using this methodology, making nowadays orthology and paralogy classification not precise.


Software Challenge: Next Generation Weather Production Models

Jairo Panetta (INPE/CPTEC)

Resumo/Abstract
Next generation wheather forecast models are, in fact, environmental models, since they encompass (at least) atmospheric, ocean and chemistry models. The software challenge to transform three independently developed models into a single model is the theme of this talk. We overview two major international efforts, their approach and aplicability to the broad audience of national weather centers around the world. Current activities at CPTEC are also described.


MobiGrid: Framework for Mobile Agents on Computer Grid Environments      text

Rodrigo Barbosa (Universidade de São Paulo),
Alfredo Goldman (USP)


Resumo/Abstract
This project focuses on the implementation of a framework for mobile agents support within a grid environment project, namely InteGrade. Our goal is to present a framework where time consuming sequential tasks can be executed using mainly the idle cicles of a network of personal workstations. The mobile agents may be used to encapsulate long processing applications (tasks). These agents can migrate whenever the local machine is requested by its user, since they are provided with automatic migration capabilities. Our framework also provides to the user a manager that keeps track of the agents submitted by him.


A prototype of a shared decision support system based on parallel distributed databases for aeronautics infrastructure    slides

Liria Sato (Universidade de São Paulo)

Resumo/Abstract
O objetivo principal deste projeto é a construção de um protótipo de um sistema CDM (Collaborative Decision Making) na área de gerenciamento do tráfego aéreo em uma plataforma de rede gigabit. Conceitualmente, o CDM é definido na proposta do Air Traffic Management Operational Concept Panel como um grupo de aplicativos que visa melhorar as operações de vôo, mediante o crescente envolvimento dos operadores de aeronaves e dos aeroportos no processo de gerenciamento de tráfego aéreo. A prototipagem tem a finalidade de avaliar o modelo proposto implementado em uma rede de alta velocidade, demonstrando a sua viabilidade. Muitas organizações diferentes contribuem para a operação e gerenciamento do tráfego aéreo civil. Estas organizações são interligadas por alguns interesses comuns, compartilhando desejos de uma operação segura e eficiente. Vale destacar que estas organizações estão interessadas em diferentes partes do mesmo sistema, onde cada uma tem diferentes objetivos, mas suas ações e decisões podem afetar as demais organizações envolvidas. Atualmente, os diferentes membros podem ter diferentes visões de uma mesma situação devido ao não compartilhamento imediato de mudanças ocorridas no cenário, levando-os a resolverem os problemas de forma divergente. Em um cenário em que há uma mesma visão da situação, todos os membros estarão trabalhando no sentido de se resolver os problemas com convergência. O conceito primordial nesta filosofia é que cada membro deste cenário publique suas últimas informações sobre a situação corrente, atualizando-a tão logo quanto possível. Assim, as organizações envolvidas podem trabalhar de forma a produzir soluções mais completas e eficientes. No contexto aeronáutico é fundamental o compartilhamento de informações sobre a situação corrente, mas também é igualmente fundamental ter acesso a informações que permitam antecipar situações futuras e suas implicações. O sistema CDM vem como uma proposta para a implementação deste novo cenário de abstração. Será implementado neste projeto um protótipo de uma implementação do sistema CDM Nível 1, que trata da captação e distribuição inteligente das informações já existentes em algum ponto do sistema para as entidades envolvidas no contexto aeronáutico. Terá como base um sistema de banco de dados paralelo e distribuído que através da aplicação de conceitos de processamento paralelo fornecerá a velocidade e a eficiência necessárias ao tratamento de informações aeronáuticas.


Upgrading Web Applications to a GRID Environment      text    slides

Carmen Maidantchik (Federal University of Rio de Janeiro)


Resumo/Abstract
:Due to the new requirements of the ATLAS detector of CERN, the software applications that are currently being used by the collaboration should be adapted to the context of the Grid computing. In order to support the processing of the enormous amount of data that will be generated by the experiment, large-scale project researchers must share the needed resources. This paper presents three Web applications that are being enhanced to meet the requirements of the new reality. The concepts of distribution and aggregation, security, performance and resources management are being codified and integrated to the CombinedTranfer, Remote Neural Discriminator and Monitor scientific systems.


ACCPADBR - Sistema para contabilização de recursos computacionais em ambiente de grade computacional   
text  poster

Lincoln Morais (Universidade Federal do Rio Grande do Sul),
Denise G Ewald (CESUP-UFRGS)


Resumo/Abstract
O subprojeto ACCPADBR propõe uma arquitetura para monitoramento e contabilização de recursos no contexto do projeto SINAPAD. Funcionalmente, a solução está estruturada em grupos de serviços específicos, interoperáveis e customizáveis. O gerenciamento de recursos é distribuído, respeitando-se políticas de uso e acesso previamente estabelecida.


Xavantes: Structured Process Execution Support for Grid Environments      text    slides

Fábio Cicerre (State University of Campinas),
Edmundo Madeira (UNICAMP),
Luiz Eduardo Buzato (UNICAMP)


Resumo/Abstract

Grid is an emerging infrastructure used to share resources among virtual organizations in a seamless manner and to provide breakthrough computing power at low cost. Nowadays there are dozens of academic and commercial products that allow execution of isolated tasks on grids, but few products support the enactment of long-running processes in a distributed fashion. In order to address such subject, this paper presents a programming model and an infrastructure that hierarchically schedules processes using available nodes in a wide grid environment. Their advantages are automatic and structured distribution of activities and easy process specification and monitoring.




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