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

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

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...

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

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

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

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

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

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

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?

Introdução (Era dos Dinossauros... ENIAC)

Introdução (Era dos Dinossauros... ENIAC)

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

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

Introdução (Era dos Dinossauros...) Mainframes

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

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

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

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

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

Introdução (Era dos Dinossauros...) Mainframes Minicomputadores

Introdução (Era dos Dinossauros... PDP 11)

Introdução (Era dos Dinossauros... PDP 11)

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

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

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

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

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

Introdução (Era dos Micromputadores... CP200)

Introdução (Era dos Micromputadores... Apple II)

Introdução (Era dos Micromputadores... Exato CCE)

Introdução (Era dos Micromputadores... Macintosh)

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

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

Introdução (Era dos Micromputadores... notebooks)

Introdução (Era dos Micromputadores... netbooks)

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

Introdução E a inclusão Digital?

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

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

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

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

Introdução Computação Paralela Supercomputadores são: Caros Geralmente específicos

Introdução E a inclusão Digital?

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

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

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

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

Introdução E a inclusão Digital?

Introdução SD - Modelos Arquiteturais Básicos Minicomputadores (décadas de 70/80) Banco de processadores (décadas 70/80/90...) Estação de Trabalho/Servidor (décadas 70/80/90/2000...)

Introdução SD - Modelos Arquiteturais Integrados (décadas de 70/80) Compostos Integrados (décadas de 70/80) Híbridos (décadas de 70/80/90/2000...)

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

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

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

Introdução Cluster

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

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

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

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

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

GRIDs (Reunir Esforços...)

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

GRIDs x = 125453 + 98756 x 65342 + 7654736 w = 125453 y = 98756 x 65342 z = 7654736 x = w + y + z

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

GRIDs (uso de recursos ociosos)

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

GRIDs (Alguns Projetos Mundiais) Projeto Boinc Os voluntários definem os projetos que desejam fazer parte Informação da contribuição de cada país 1.018.548 GigaFlops 28.622 GigaFlops 15.195 GigaFlops 3.452 GigaFlops http://boinc.netsoft-online.com/e107_plugins/boinc/bp_home.php

GRIDs (Alguns Projetos Mundiais) Projeto Boinc: SETI@home

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 100.000 unidades de processamento

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

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

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

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;

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

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

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

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

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

Grid Anywhere (?) Qual a solução?

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

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

Grid Anywhere Arquitetura

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

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

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

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

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

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.

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

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

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

Conclusões Inclusão Digital X Inclusão Social

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

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

Conclusão Inclusão Digital X Inclusão Social Inclusão Digital X Uso de Grids Inclusão Digital X TV Digital Interativa Inclusão Digital X Grid@Anywhere

Informações e Contatos mjs@icmc.usp.br www.lasdpc.icmc.usp.br fabiano.unicamp@gmail.com

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

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