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Type: TCC
Title: Evolução e tendências em plataformas de processamento de grafos em larga escala: uma revisão sistemática
Authors: Silva, Joana Ranikelly de Araújo
Advisor: Rezende, Cenez Araujo de
Keywords in Brazilian Portuguese : processamento de grafos;plataformas de grafos;revisão sistemática;escalabilidade;eficiência energética;interoperabilidade;segurança em grafos
Keywords in English : graph processing;graph platforms;systematic literature review;scalability;energy efficiency;interoperability;graph security
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::ENGENHARIA DE SOFTWARE
Issue Date: 2025
Citation: SILVA, Joana Ranikelly de Araújo Silva. Evolução e tendências em plataformas de processamento de grafos em larga escala: uma revisão sistemática. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Software) - Campus de Russas, Universidade Federal do Ceará, Russas, 2025.
Abstract in Brazilian Portuguese: Este trabalho realizou uma revisão sistemática da literatura sobre plataformas de processamento de grafos em larga escala, com foco na evolução de soluções ao longo de 2013–2023 e nas tendên- cias emergentes para eficiência, escalabilidade, segurança e interoperabilidade. Selecionamos 13 estudos primários de alto impacto e organizamos suas contribuições em quatro ondas temáticas: (i) consolidação do modelo vertex-centric e extensões híbridas CPU+GPU; (ii) otimizações de I/O e novas arquiteturas de particionamento; (iii) observabilidade fina e elasticidade custo-sensível; e (iv) sustentabilidade energética, propriedade temporal e orquestração serverless. Nossos achados mostram ganhos de até 120× em tempo de execução, aceleração de 1.9× em TEPS/W, speed-ups de 14× em SSD prefetch e reduções de custo de 34 %, mas também identificam gargalos de comunicação, ausência de mecanismos de segurança e falta de benchmarks unificados. Propu- semos um roadmap para pesquisas futuras que inclui threat models para grafos distribuídos, particionamento adaptativo em streaming, APIs cross-framework, protótipos FaaS federado e digital twins de grafos em tempo real. Por meio desta síntese, oferecemos subsídios teóricos e práticos para orientar o desenvolvimento de novas plataformas que equilibrem desempenho, resiliência e confiança em ambientes heterogêneos de nuvem e edge.
Abstract: We present a systematic literature review of large-scale graph processing platforms spanning 2013–2023, examining how solutions have evolved to address efficiency, scalability, security, and interoperability. Thirteen high-impact primary studies were selected and classified into four thematic “waves”: (1) consolidation of vertex-centric models with CPU+GPU extensions; (2) I/O optimizations and novel partitioning architectures; (3) fine-grained observability and cost-aware elasticity; and (4) energy sustainability, temporal property graphs, and serverless orchestration. Our synthesis reveals performance gains up to 120× in execution time, 1.9× improvements in TEPS/W, 14× speed-ups via SSD prefetch, and 34 % cost reductions, alongside persistent communication bottlenecks, a near-complete absence of integrated security mechanisms, and a lack of unified benchmarking frameworks. We propose a future research roadmap including distributed graph threat modeling, adaptive streaming partitioning, cross-platform APIs, federated FaaS prototypes, and real-time graph digital twins. This work provides both theoretical insights and practical guidelines for designing next-generation graph processing platforms that balance high performance, resilience, and trustworthiness in heterogeneous cloud-edge environments.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82401
Author's ORCID: https://orcid.org/0009-0009-0104-1131
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/5188208192370037
Access Rights: Acesso Aberto
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