César A. F. De Rose

O surgimento de novas tecnologias de Memórias Não Voláteis - NVM reacendeu o interesse em Sistemas Operacionais suportados por memória persistente. Em 2013, o Linux Foundation Collaboration Summit[2] em sua seção "Preparing Linux for nonvolatile memory devices" apresentou uma abordagem em três etapas: (i) Em um primeiro momento, acessar aparelhos com suporte NVM utilizando drivers bloqueados tradicionais, através de sistemas de arquivos existentes. Esta etapa não explora o potencial disterupto da NVM mas é uma alternativa rápida de torná-lo acessível. (ii) Em um segundo momento, adaptar sistemas de arquivos existentes para acessar NVM diretamente, da maneira mais eficiente. Esta etapa garante que o sistema de arquivos será modelado para NVM devices, mas mantém a tradicional abstração do sistema de arquivos. (iii) o último momento será de uma reflexão sobre a criação de uma API byte-level para utilização em novas aplicações. Este Projeto propõe investigar a transição entre as etapas i e ii. Alguns anos atrás, alguns sistemas de alocação de arquivos propunham o endereçamento como na etapa ii: PRAMFS, BPFS, PMFS, Aerie e SCMFS. Foram apresentadas NVM utilizando interfaces com o sistema de arquivos que apresentaram performance significativamente superiores ao disco rígido ou a sistemas baseados em memória flash, desde que foram eliminados a camada de I/O, ignorada a paginação em cache, e removidas outras etapas desnecessárias de renderização pela NVM, que podem ser acessadas diretamente pelo processador na granularidade de byte. Bailey [3] discute sobre mudanças adicionais para paginação, memória virtual, confiabilidade e segurança [1]. Neste contexto, estamos interessados na melhor abordagem considerando os ambientes de aplicação. Outro desafio, será identificar classes de aplicação que, ainda sem alteração, estarão prontas para obter ganhos imediatos pelo nova latência proporcionada por aparelhos NVM com grande quantidade de memória persistente gerenciada por sistemas de arquivos adaptados.

Projeto de cooperação internacional na área de sistemas computacionais paralelos e distribuídos para melhorar o custo energético do uso de computadores, graças a ferramentas que abstraem o suficiente a complexidade da plataforma ao olhos do usuário final. Especificamente, espera-se estudos do custo energético do uso de arquiteturas paralelas, em três diferentes níveis: (a) um processador, (b) um cluster de vários processadores, e (c) um cloud de recursos virtualizados. Este estudo alimentará a avaliação de desempenho de soluções tradicionais de gerenciamento de plataforma distirbuídas e de programação, a fim de providenciar melhorias nas mesmas. Acrescenta-se também as metas seguintes, relativas à atuação acadêmica dos parceiros: 1. Transferência de tecnologia e reunião de esforços para o desenvolvimento de novas tecnologias em gerência de recursos em grades computacionais; 2. Intercâmbio de alunos de pós-graduação, professores e pesquisadores brasileiros e alemães; 3. Desenvolver artigos científicos para revista internacional, relatando os resultados obtidos com as pesquisas desenvolvidas nesta cooperação.

Projeto de bolsa de produtividade em pesquisa (PQ) que envolve os seguintes tópicos relacionados com a gerência de recursos, assunto em que venho atuando nos últimos 10 anos: (i) Aprimorar a relação entre os diversos escalonadores de recurso envolvidos em grades computacionais e em nuvens federadas de forma a obter um melhor aproveitamento dos recursos disponíveis sem onerar demasiadamente o custo de gerenciamento e validar estas pesquisas no LAD-PUCRS. Acrescentar a métrica de energia na monitoração e posteriormente nas políticas de decisão destes escalonadores; (ii) Investigar e incorporar a utilização de técnicas de virtualização no aprimoramento da gerência de recursos nos ambientes de Grade e de Nuvem Computacional.

Defining the optimal set of hardware resources to accommodate a given workload based on a set of performance expectations and a limited budget is a complex and error prone task. This process is called sizing, and requires detailed knowledge of the workload and hardware characteristics. Accuracy of this process is imperative since, after deployment, the reconfiguration costs can be quite expensive. We believe that virtualization techniques could be used to improve the sizing process, enabling the utilization of a reconfigurable virtual environment as target infrastructure that could be dynamically fine-tuned to the workload when necessary.

Os escoamentos geofísicos ou ambientais são geralmente encontrados na natureza em estado estratificado. O movimento de corpos de água ou de ar, sob a ação da força gravitacional, é caracterizado pela variação em densidade do escoamento. Tais escoamentos são observados na atmosfera (por exemplo, na camada limite noturna), nos oceanos (ao nível da termoclina e nas correntes de densidade), em estuários (quando ocorre o encontro de águas doces e salgadas) e em rios, reservatórios e lagos (quando há, por exemplo, emissão de poluentes ou transporte de sedimentos). Compreender as características do escoamento turbulento estratificado, em particular, a evolução das diferentes instabilidades que nele se desenvolvem, é fundamental para entender de que forma a turbulência afeta o transporte e a deposição de sedimentos, nutrientes e substâncias químicas. A estratificação em densidade é geralmente originada pelas variaáıes de temperatura, salinidade ou concentração de sedimentos em lagos, estuários e oceanos, ou das variações de temperatura e umidade na atmosfera, e certamente terá influência decisiva nos processos de mistura turbulenta e no escoamento resultante. Neste projeto de pesquisa, estão sendo desenvolvidas soluções computacionais obtidas utilizando a técnica da Simulação Numérica Direta e processamento paralelo em clusters de alto desempenho e nuvens computacionais.

Projeto concedido no EDITAL PRONEM/FAPERGS/CNPq n. 003/2011 - PROGRAMA DE APOIO A NÚCLEOS EMERGENTES. O objetivo geral do projeto é identificar e analisar os principais desafios do uso de virtualização em redes de computadores, principalmente em relação às questões de gerenciamento e segurança nesse novo modelo. O projeto também visa propor novas estratégias para atacar esses desafios nas áreas de gerenciamento, segurança e qualidade de serviço.

Nesta primeira fase do projeto os esforços da equipe de processamento paralelo se concentraram na paralelização das ferramentas para resolução dos modelos estocásticos. Foram investigadas técnicas para a paralelização seguindo o modelo de troca de mensagens, adequado para a exploração do poder computacional de agregados computacionais como o cluster Netuno. Os testes foram realizados em uma máquina de menor porte do Laboratário de Alto Desempenho da PUCRS (LAD-PUCRS) que possui características semelhantes ao Netuno.