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COMPUTAÇÃO DE ALTO DESEMPENHO DISPONIBILIZADA COMO SERVIÇO EM AMBIENTES DISTRIBUÍDOS Marcio Lobo Netto LSI - PEE - EPUSP COMDEX-SP98 ELEBRA.

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1 COMPUTAÇÃO DE ALTO DESEMPENHO DISPONIBILIZADA COMO SERVIÇO EM AMBIENTES DISTRIBUÍDOS Marcio Lobo Netto LSI - PEE - EPUSP COMDEX-SP98 ELEBRA

2 computação de alto desempenho zrequer computadores de grande porte znão é resolvida em um PC zrequer programas de grande complexidade znormalmente estabelecida em centros de computação

3 computação de alto desempenho exemplos zvisualização ymedicina ymeteorologia e ciências climáticas yciências ambientais ygeologia yastronomia yengenharia yarquitetura

4 computação de alto desempenho exemplos zsimulação yfísica de partículas ybiologia molecular / industria farmaceutica yfenômenos turbulentos yaero e fluido dinâmica ydeformação de corpos yanálise de materiais

5 computação de alto desempenho áreas de atuação zensino zpesquisa zprojetos industriais zserviços em geral zprocessamento de grandes volumes de dados zprocessamento de alta complexidade

6 ambientes distribuídos redes zredes locais yEthernet zredes de longa distância yATM yISDN zInternet

7 ambientes distribuídos redes zcapacidade ybanda ylatência ztopologia zconectividade yponto a ponto ypacotes

8 cenário alvo laboratório virtual yservidor oferece páginas Web yservidor executa scripts pesados ycliente apenas recebe e apresenta resultados hpcpc rede clientesservidor

9 cenários relacionados java applets yservidor oferece páginas Web ycliente executa scripts leves (JAVA) hpcpc rede clientesservidor

10 cenários relacionados video on demand yservidor oferece vídeo em demanda ycliente apresenta vídeo hpcpc rede clientesservidor

11 cenários relacionados Computer Supported Cooperative Work yanálise clínica; decisão cirúrgica yprojeto industrial; projeto arquitetônico yprocesso experimental hpcpc rede clientesservidor

12 cenários comparação de desempenho laboratório virtual Java applets video on demand computer supported cooperative work hpc redepc hpc rede pc hpc rede pc hpc rede pc

13 laboratório virtual zconceito 1: realidade virtual yimplementação de um laboratório virtual, usando o computador e técnicas de realidade virtual para simular o laboratório desejado xlaboratório só existe dentro do computador zconceito 2: acesso remoto ydisponibilização de acesso remoto a recursos laboratoriais, não disponíveis localmente xlaboratório existe fisicamente, mas em outro local centro de computação virtual

14 laboratório virtual realidade virtual zuso de realidade virtual para simular ambientes de laboratório ysimulação realizada em ambientes virtuais xambientes inóspitos, espaciais, submarinos... yinteressante para tarefas cuja execução experimental é inviável na prática xmissão de reparo do telescópio espacial Hubble ypermite o estudo da tarefa a ser realizada posteriormente na realidade xsimulação cirurgica

15 laboratório virtual acesso remoto zdisponibiliza recursos especiais pela rede ycomputadores de alto desempenho yequipamentos laboratoriais de alto custo xtelescópios xtomógrafos xequipamentos para medições zpermite compartilhamento destes recursos ypossibilita o acesso remoto a recursos caros por vários usuários

16 laboratório virtual acesso remoto zrecursos de observação ativa (interesse) yusuário tem direito a reservar o recurso para seu uso por um determinado período yrecursos disponibilizados são controláveis remotamente pelo usuário via rede (ativo) xtelescopio (Hubble), se o usuário puder definir o campo de observação xlaboratório didático de eletrônica, onde diversos experimentos estejam montados e o aluno possa controlar os equipamentos via rede e observar os resultados (aula participativa)

17 laboratório virtual acesso remoto zrecursos de observação passiva yrecursos podem ser compartilhados simultaneamente por vários usuários yrecursos não são controláveis remotamente pelo usuário da rede (passivo) xPath Finder, pois apenas recebemos via rede (on- line) imagens e vídeos, que são posteriormente apresentados pela imprensa (jornais, televisão) xexperiência de eletrônica cujo propósito é o de apresentação de conceitos (aula expositiva)

18 laboratório virtual centro de computação virtual zdispõe de computadores de grande porte ycomputadores de alto desempenho ycomputadores massivamente paralelos zdispõe de programas de grande porte yinstalação e manutenção do conjunto de programas nas máquinas de grande porte zrequer um time altamente qualificado zfavorece concentração de altos investimentos

19 laboratório virtual centro de computação virtual zalto custo da implantação e manutenção dos recursos existentes ypode ser diluído pela disponibilização destes recursos na forma de serviços xhardware xsoftware ydado o alto custo, torna-se restrito o número de centros de computação virtuais

20 laboratório virtual centro de computação virtual znão vai contra a tendência de descentralização ymaior parte das aplicações são satisfeitas por computadores pessoais ymas aplicações computacionalmente intensivas podem ser beneficiadas por ambientes oferecidos por laboratórios virtuais

21 laboratório virtual centro de computação virtual zcomplexidade computacional versus demanda complexidade computacional demanda interessante para serviço interessante para produto

22 laboratório virtual centro de computação virtual ztempo de CPU versus número de usuários número de usuários região de interesse arquitetos físicos tempo de processamento

23 zcentros nacionais de processamento de alto desempenho, provendo serviços via núcleo de acesso remotos y6 centros foram implantados com apoio da FINEP yobjetivam prover serviços de computação de alto desempenho via rede (NARs) ypermitem ao usuário usar seus os recursos computacionais via NARs centros de computação virtual CENAPADs / NARs

24 NAR CENAPAD NAR CENAPAD NAR

25 zdisponibilização de serviços de computação de alto desempenho pelo Laboratório de Sistemas Integraveis ycomputador paralelo (arquitetura distribuida) com 256 nos (pentium pro 200 MHz) xprojeto SPADE yserviços de visualização xprojeto SMART yserviços de síntese de imagens xprojeto RTP, projeto DOMAIN centros de computação virtual Virtual LSI

26 V-LSI rede clientes zcomputadores paralelos do projeto SPADE

27 centros de computação virtual Virtual LSI - imageamento medico zsíntese de imagens via volume rendering ySMART: (LSI-USP, HC-USP, Uni-Manchester) hpc pc clientes consultórios servidor hc rede tomógrafo high speed link

28 centros de computação virtual Virtual LSI - síntese de imagens zsíntese de imagens via ray-tracer paralelo yRTP yDOMAIN (LSI-USP, Fh-IGD Darmstadt) hpc pc clientes escritorios de arquitetura servidor síntese de imagens rede

29 zdisponibilização de serviços de computação de alto desempenho yPC2 / Universidade de Paderborn (Alemanha) yFh-IGD / Universidade Darmstadt (Alemanha) yusando sua infraestrutura de computadores paralelos e redes de estações de trabalho yserviços de simulação da distribuição global de energia em edificios xradiosidade e ray-tracing youtros partners: Parsytec, System Connect centros de computação virtual PC2 / Fh-IGD - Virtual Walls

30 zuso em arquitetura zcomputação da iluminação global ydistribuição da iluminação em uma cena zproduz resultados permitindo ywalk-through em cenários complexos xsimulação por radiosidade yprodução de uma sequência de vídeo (animação foto-realística) xsíntese de imagens por ray-tracing evolucionário

31 centros de computação virtual PC2 / Fh-IGD - Virtual Walls cliente apresentação servidor computação modelo arquitetônico (VRML) modelo arquitetônico refinado animação foto-realística Internet interação

32 centros de computação virtual PC2 / Fh-IGD - Virtual Walls - Internet zservidor ypossui um daemon a espera de novos cenários yao receber um novo cenário dispara a sua computação yapós finalizar a computação é enviado um notificando o término do trabalho

33 centros de computação virtual PC2 / Fh-IGD - Virtual Walls - Internet zcliente yentra no site e escolhe o serviço ypreenche formulários com autorização para leitura da cena (via ftp) xendereço da máquina e diretório para localização do arquivo yespera o servidor buscar os dados e notificar o fim da computação

34 centros de computação virtual PC2 / Fh-IGD - Virtual Walls - Intranet zprotocolo próprio yconversação entre interface de usuário e os módulos de computação ypermite o ajuste do nível de interação às necessidades da aplicação ypode ser expandido para a internet, usando o programa de interface (Java) zcliente: interface de visualização zservidor: unidade de computação avançada

35 centros de computação virtual PC2 / Fh-IGD - Virtual Walls - Intranet zoff-line: down load / local play xradiosidade: transfere o modelo refinado e então inicia o walk-through xray-tracing: transfere toda a animação e então inicia a apresentação zon-line: remote play xradiosidade: transfere o modelo refinado de forma incremental (periodicamente), permitindo uma continua melhora do modelo apresentado xray-tracing: animação em demanda (transfere animação em tempo real)

36 centros de computação virtual PC2 / Fh-IGD - Virtual Walls - Intranet edição VRML visualização walk-through visualização animação computação simulação global da distribuição da energia modelo original modelo atualizado animação sintetizada (vídeo)

37 centros de computação virtual PC2 / Fh-IGD - Virtual Walls - Intranet zHalle yradiosidade ywalk-through ycena: x570 K polig. yComputador: xCC48 x12 proc. x2 Hs proces.

38 centros de computação virtual PC2 / Fh-IGD - Virtual Walls - Intranet zHalle yradiosidade ywalk-through ycena: x570 K polig. yComputador: xCC48 x12 proc. x2 Hs proces.

39 centros de computação virtual PC2 / Fh-IGD - Virtual Walls - Intranet zBuilding yradiosidade e ray-tracing yanimação ycena: x830 K polig. yComputador: xCC48 x15 proc. x3 Hs proces.

40 centros de computação virtual PC2 / Fh-IGD - Virtual Walls - Intranet zBuilding yradiosidade e ray-tracing yanimação ycena: x830 K polig. yComputador: xCC48 x15 proc. x3 Hs proces.

41 computação de alto desempenho oferecida como serviço remoto zpode oferecer soluções complementares as hoje existentes zacompanha uma tendência por compra de serviços em substituição à compra de produtos yvídeo locadoras zpermite acesso a uma elevada capacidade computacional, não disponível por outra forma para o grande público

42 computação de alto desempenho oferecida como serviço remoto zPAD - provê os recursos de computação de alto desempenho necessários para os serviços aqui apresentados

43 informações pessoais zMarcio Lobo Netto zhttp://www.lsi.usp.br/~lobonett zLaboratório de Sistemas Integráveis - LSI zDepartamento de Engenharia Eletrônica zEscola Politécnica da USP

44 informações web sites de interesse zCarnegie Mellon University E&CE Virtual Lab xhttp://www.ece.cmu.edu/afs/ece/usr/stancil/web/vi rtual-lab/ virtual-lab.html

45 informações web sites de interesse zHubble Virtual Lab xhttp://www.vetl.uh.edu/Hubble/hubble.html zTexas Instruments TechOnline Virtual Lab xhttp://www.vetl.uh.edu/Hubble/hubble.html

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