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Título: Um arcabouço para a construção de aplicações baseadas em componentes sobre uma plataforma de nuvem computacional para serviços de computação de alto desempenho
Título em inglês: A framework for building component-based applications on a cloud computing platform for high performance computing services
Autor(es): Silva, Jefferson de Carvalho
Orientador(es): Carvalho Junior, Francisco Heron de
Palavras-chave: Ciência da computação
Fluxo de trabalho
Arcabouço
Computação de alto desempenho
Workflow
Framework
Data do documento: 2016
Citação: SILVA, J. C. (2016)
Resumo: Desenvolver aplicações de Computação de Alto Desempenho (CAD), que acessem os recursos computacionais disponíveis de forma otimizada e em um nível maior de abstração, é um desafio para cientistas de diversos domínios. Esta Tese apresenta a proposta de uma nuvem de componentes chamada HPC Shelf, pano de fundo onde as aplicações CAD executam, e o arcabouço SAFe, Front-End para criação de aplicações na HPC Shelf e contribuição principal do autor. O SAFe toma como base o projeto de sistemas gerenciadores de workflows científicos (SGWC), permitindo a implementação de soluções computacionais baseadas em componentes para resolver os problemas especificados por meio de uma interface de nível de abstração mais alto. Para isso, foi desenvolvido o SAFeSWL, uma linguagem de descrição arquitetural e orquestração de worflows científicos. Comparado com outros SGWC, além de livrar usuários finais de preocupações em relação à construção de soluções computacionais paralelas e eficientes a partir dos componentes oferecidos pela nuvem, o SAFe faz uso de um sistema de contratos contextuais integrado a um sistema de descoberta (resolução) dinâmica de componentes. A linguagem SAFeSWL permite o controle explícito das etapas do ciclo de vida de um componente em execução (resolução, implantação, instanciação e execução), através de operadores embutidos, a fim de otimizar o uso dos recursos da nuvem e minimizar os custos de sua utilização. Montage e Map/Reduce constituem os estudos de caso aplicados para demonstração e avaliação das propriedades originais do SAFe e do SAFeSWL na construção de aplicações de CAD.
Abstract: Developing High Performance Computing applications (HPC), which optimally access the available computing resources in a higher level of abstraction, is a challenge for many scientists. To address this problem, we present a proposal of a component computing cloud called HPC Shelf, where HPC applications perform and SAFe framework, a front-end aimed to create applications in HPC Shelf and the author's main contribution. SAFe is based on Scientific Workflows Management Systems (SWMS) projects and it allows the specification of computational solutions formed by components to solve problems specified by the expert user through a high level interface. For that purpose, it implements SAFeSWL, an architectural and orchestration description language for describing scientific worflows. Compared with other SWMS alternatives, besides rid expert users from concerns about the construction of parallel and efficient computational solutions from the components offered by the cloud, SAFe integrates itself to a system of contextual contracts which is aligned to a system of dynamic discovery (resolution) of components. In addition, SAFeSWL allows explicit control of life cycle stages (resolution, deployment, instantiation and execution) of components through embedded operators, aimed at optimizing the use of cloud resources and minimize the overall execution cost of computational solutions (workflows). Montage and Map/Reduce are the case studies that have been applied for demonstration, evaluation and validation of the particular features of SAFe in building HPC applications aimed to the HPC Shelf platform.
Descrição: SILVA, Jefferson de Carvalho. Um arcabouço para a construção de aplicações baseadas em componentes sobre uma plataforma de nuvem computacional para serviços de computação de alto desempenho. 2016. 189 f. Tese (Doutorado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18686
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