Computação em GRID: Estratégia para Inclusão Digital

Apresentação em tema: "Computação em GRID: Estratégia para Inclusão Digital"— Transcrição da apresentação:

1 Computação em GRID: Estratégia para Inclusão Digital
Marcos José Santana Departamento de Sistemas de Computação ICMC-USP São Carlos-SP

2 Roteiro Introdução Grids Construção de um GRID Grid Anywhere
Conclusões Informações e Contato Grupo SDPC

3 Introdução Inclusão Digital democracia no acesso às TIs
inserção na sociedade da informação melhorias na vida pessoal não basta usar, precisar se integrar precisa saber o que fazer...

4 Introdução Inclusão Digital base: computador, rede e domínio
não basta acessar a Internet... precisa saber o que fazer com ferramentas ações para todos terem acesso ações para ampliar a acessibilidade

5 Introdução Inclusão Digital X Inclusão Social
a sociedade acessa e dissemina conhecimento Inclusão digital inserida na inclusão social

6 (Fragmento) História da Computação Era dos Dinossauros....
Introdução (Fragmento) História da Computação Era dos Dinossauros....

7 Introdução (Fragmento) História da Computação Era dos Dinossauros....
Quem eram os incluídos?

8 Introdução (Fragmento) História da Computação Era dos Dinossauros....
Qual o sentido da inclusão digital?

9 Introdução (Fragmento) História da Computação Era dos Dinossauros....
O que se pensava sobre inclusão digital?

10 Introdução (Fragmento) História da Computação Era dos Dinossauros....
Quem eram os incluídos? Qual o sentido da inclusão digital? O que se pensava sobre inclusão digital?

11 Introdução (Era dos Dinossauros... ENIAC)

12 Introdução (Era dos Dinossauros... ENIAC)

13 Introdução (Era dos Dinossauros...)
Válvulas Transístores Circuitos Integrados

14 Introdução (Era dos Dinossauros...)
Válvulas Transístores Circuitos Integrados Desenvolvimento da microeletrônica alavanca o desenvolvimento do hardware

15 Introdução (Era dos Dinossauros...)
Mainframes

16 Introdução (Era dos Dinossauros...)
Estado Bancos Grandes Corporações Universidades

17 Introdução (Era dos Dinossauros...)
Estado Bancos Grandes Corporações Universidades Sociedade?

18 Introdução (Era dos Dinossauros...)
Estado Bancos Grandes Corporações Universidades Sociedade?... Cérebro Eletrônico!!!!

19 Introdução (Era dos Dinossauros... IBM-1130)

20 Introdução (Era dos Dinossauros... IBM-1130)

21 Introdução (Era dos Dinossauros...)
Mainframes Minicomputadores

22 Introdução (Era dos Dinossauros... PDP 11)

23 Introdução (Era dos Dinossauros... PDP 11)

24 Introdução (Fragmento) História da Computação Microprocessadores:
“a grande mudança rumo à inclusão digital...”

25 (Fragmento) História da Computação Era dos Microcomputadores....
Introdução (Fragmento) História da Computação Era dos Microcomputadores....

26 Introdução (Era dos Micromputadores... 8080)
Intel 8080 Zilog Z80

27 Introdução (Era dos Micromputadores... 8080/Z80)
Intel 8080 Zilog Z80

28 Introdução (Era dos Micromputadores... MC6800)
Motorola MC6800

29 Introdução (Era dos Micromputadores... CP200)

30 Introdução (Era dos Micromputadores... Apple II)

31 Introdução (Era dos Micromputadores... Exato CCE)

32 Introdução (Era dos Micromputadores... Macintosh)

33 Introdução (Era dos Micromputadores... ATARI 1040ST)

34 Introdução (Fragmento) História da Computação
...e a evolução (histórica) continua... notebooks netbooks ....

35 Introdução (Era dos Micromputadores... notebooks)

36 Introdução (Era dos Micromputadores... netbooks)

37 Introdução (Dinos X Atualidade)
HD 512GB do ano de 2009 Pen Drive 16GB HD 5MB do ano de 1956

38 Introdução E a inclusão Digital?

39 E a inclusão Digital? Mudanças?
Introdução E a inclusão Digital? Mudanças?

40 E a inclusão Digital? Mudanças? Sociedade?
Introdução E a inclusão Digital? Mudanças? Sociedade?

41 Introdução Mais um pouco de Evolução... e Sistemas Distribuídos
Computação Paralela e Sistemas Distribuídos

42 Introdução Computação Paralela desde década de 60 (Era dos Dinos...)
acelerar o processamento científico arquiteturas paralelas: SISD, SIMD, MIMD e MISD Supercomputadores (80,90...)

43 Introdução Computação Paralela Supercomputadores são:
Caros Geralmente específicos

44 Introdução E a inclusão Digital?

45 Introdução Múltiplos recursos Sistemas Distribuídos
Compartilhamento de recursos Rede de interconexão Transparência Redundância Paralelismo/Distribuição Décadas de 60/70/80...

46 Introdução Convergência: Sistemas Distribuídos – MIMD
Computação Paralela/Distribuída Ambientes Paralelos Virtuais

47 Introdução Ambientes Paralelos Virtuais Desenvolvimento de Aplicações
Software cria ambiente PVM MPI

48 Introdução (Ambientes Paralelos Virtuais)
Visão Uniforme de uma máquina virtual paralela

49 Introdução E a inclusão Digital?

50 Introdução SD - Modelos Arquiteturais Básicos
Minicomputadores (décadas de 70/80) Banco de processadores (décadas 70/80/90...) Estação de Trabalho/Servidor (décadas 70/80/90/ )

51 Introdução SD - Modelos Arquiteturais Integrados (décadas de 70/80)
Compostos Integrados (décadas de 70/80) Híbridos (décadas de 70/80/90/ )

52 Introdução SD - Modelos Arquiteturais
Avançados (Modernos) Estação de Trabalho Servidor + estações ociosas Orientação Objetos

53 Introdução SD - Modelos Arquiteturais
Avançados (Modernos) Estação de Trabalho/Servidor + estações ociosas (link com grids!!!) Orientação Objetos

54 Introdução Estação de Trabalho/Servidor
Cluster Agrupamento de máquinas Sistema distribuído (conceitual/de fato?) PVM/MPI Uso de LANs Administração Local

55 Introdução Cluster

56 Introdução Internet ...... Grande sistema distribuído
Interconexão massiva de máquinas Quebra de paradigmas Troca de informações Negócios Entretenimento ......

57 Introdução Estações de trabalho Clusters de Estações Mainframes
Supercomputadores ...... Internet (rede global)

58 Introdução  GRIDs Estações de trabalho Clusters de Estações
Mainframes Supercomputadores ...... Internet (rede global)  GRIDs

59 GRIDs Problemas complexos ou longos Supercomputadores são caros
Alguns problemas precisam de vários Reunir Esforços para solucionar um problema Verbas são finitas!

60 GRIDs Solução: REUNIR ESFORÇOS Problemas complexos ou longos
Supercomputadores são caros Alguns problemas precisam de vários Reunir Esforços para solucionar um problema Verbas são finitas! Solução: REUNIR ESFORÇOS

61 GRIDs (Reunir Esforços...)

62 GRIDs Em grande parte dos casos, um problema complexo pode ser dividido em problemas menores Dividir para conquistar!!!! Os problemas menores podem ser resolvidos de forma paralela/distribuída

63 GRIDs x = x w = y = x 65342 z = x = w + y + z

64 GRIDs Exploração da existência de recursos computacionais ociosos
Mesmo em uso, os recursos podem estar sendo sub-utilizados

65 GRIDs (uso de recursos ociosos)

66 GRIDs (Alguns Projetos Mundiais)
Projeto Boinc Berkeley Open Infrastructure for Network Computing Plataforma que permite Computação Distribuída utilizando computadores de voluntários Abriga diferentes projetos Cada projeto possui sua própria infra-estrutura

67 GRIDs (Alguns Projetos Mundiais)
Projeto Boinc Os voluntários definem os projetos que desejam fazer parte Informação da contribuição de cada país GigaFlops GigaFlops 15.195 GigaFlops 3.452 GigaFlops

68 GRIDs (Alguns Projetos Mundiais)
Projeto Boinc:

69 GRIDs (Alguns Projetos Mundiais)
LHC – Large Hadron Collider Produção de cerca de 15 Petabytes de dados por ano Estudo de 2004 apontava a necessidade de unidades de processamento

70 GRIDs (Alguns Projetos Mundiais)
LHC Grid Computing Composto por 140 centros de computação distribuídos em 38 países

71 Construção de um Grid Muitos requisitos a serem considerados: Escalonamento Gerenciamento de execução Segurança Gerenciamento de dados Serviços de Informações Implementar esses requisitos é uma tarefa complexa

72 Construção de um Grid Middlewares
Middleware é uma camada de software que abstrai os requisitos básicos Oferece API’s para o acesso às funcionalidades Programador mantém o foco na aplicação desejada

73 Construção de um Grid (Midlewares)
Globus Toolkit Ferramenta de código aberto; Uma das ferramentas mais utilizadas no mundo; Alto nível de complexidade; Execução da aplicação é feita na forma de fork; Existência de um adaptador para compatibilidade com outros escalonadores;

74 Grid Anywhere (?) Televisão Digital Interativa Sistema Terrestre
Interatividade Carrossel de dados Set-top box é um computador Canal de retorno

75 Grid Anywhere (?) Televisão Digital Interativa Inclusão Digital
Sistema Terrestre Interatividade Carrossel de dados Set-top box é um computador Canal de retorno Inclusão Digital

76 Grid Anywhere (?) Televisão Digital Interativa
Brasil adotou solução híbrida: Modulação e transmissão Japoneses Middleware Brasileiro Transparência para a aplicação

77 Grid Anywhere (?) Televisão Digital Interativa: Cenário Brasileiro
Há aproximadamente 54 milhões de aparelhos de TV Em 2016, estima-se 80 milhões Set-top boxes formam um enorme parque computacional Muitas pessoas terão equipamentos limitados e elas precisam (devem?) ter acesso aos recursos do mundo digital

78 Grid Anywhere (?) Televisão Digital Interativa: Cenário Brasileiro
Há aproximadamente 54 milhões de aparelhos de TV Em 2016, estima-se 80 milhões Set-top boxes formam um enorme parque computacional Muitas pessoas terão equipamentos limitados e elas precisam (devem?) ter acesso aos recursos do mundo digital

79 Grid Anywhere (?) Qual a solução?

80 Inserir os set-top boxes
Grid Anywhere (?) Qual a solução? Inserir os set-top boxes em um grid!!!

81 Grid Anywhere Novo middleware para grids computacionais
Baseado em migração de objetos Java Abordagem de fácil instalação Anywhere: Objetivo de explorar uma grande variedade de equipamentos Set-top box é o primeiro equipamento envolvido

82 Grid Anywhere Arquitetura

83 Grid Anywhere Set-Top Box: Consumidor de Recursos
Objetos Java referentes as aplicações executadas no set-top box podem ser migrados para outros equipamentos e invocados remotamente

84 Grid Anywhere Preciso de mais recursos para executar a aplicação! Java
Object Chamada remota Preciso de mais recursos para executar a aplicação! Java Object Java Object Chamada remota Java Object

85 Grid Anywhere Set-Top Box: Provedor de Recursos
Aplicações que podem utilizar o mesmo aplicativo de forma paralela podem ser enviadas via broadcasting pela emissora de TV a todos os set-top boxes sintonizados a ela

86 Grid Anywhere Execução via “Trigger”!!
Preciso de alta potência computacional! Java Object Java Object Execução via “Trigger”!! Java Object Java Object

87 Grid Anywhere Inclusão Digital
Set-top boxes podem ter um caminho parecido com os celulares Um equipamento computacional ligado à Internet é uma porta de acesso ao mundo digital

88 Grid Anywhere Inclusão Digital
Além das aplicações da TV Interativa, o receptor pode ser utilizado para outras aplicações: Acesso à web Aplicações de escritório Comunicação (VOIP, por exemplo) e-learning e-government, etc.

89 Grid Anywhere Inclusão Digital
Equipamentos diferentes encontrados no mercado Baixo custo e alto custo Pessoas com renda inferior tendem a comprar equipamentos de baixo custo com recursos limitados Justamente essas pessoas precisam participar do processo de inclusão

90 Grid Anywhere Inclusão Digital
Aplicações desenvolvidas para o Grid Anywhere Front-end da aplicação fica no set-top box e objetos podem ser migrados para outros receptores ou computadores convencionais Receptores simples executando aplicações mais complexas

91 Grid Anywhere Inclusão Digital
Mesma abordagem pode ser levada aos aparelhos celulares Operadoras podem oferecer serviço de hospedagem de objetos Tecnologia 3G auxilia o processo Celulares mais simples com capacidade de execução de aplicações mais complexas

92 Conclusões Inclusão Digital X Inclusão Social

93 Conclusões Inclusão Digital X Inclusão Social
Inclusão Digital X Uso de Grids

94 Conclusões Inclusão Digital X Inclusão Social
Inclusão Digital X Uso de Grids Inclusão Digital X TV Digital Interativa

95 Conclusão Inclusão Digital X Inclusão Social
Inclusão Digital X Uso de Grids Inclusão Digital X TV Digital Interativa Inclusão Digital X

96 Informações e Contatos

97 Grupo SDPC – ICMC - USP Marcos José Santana
Regina Helena Carlucci Santana Sarita Mazzini Bruschi Paulo Sérgio Lopes de Souza Francisco José Monaco Kalinka Regina L.J.Castelo Branco Jó Ueyama Edson Santos Moreira

98 Obrigado!