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Slide 1Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
GT-RNP GRADE PERVASIVA (GRADEp)GT-RNP GRADE PERVASIVA (GRADEp)
CoordenadorProf. Dr. Cláudio Resin Geyer (UFRGS)
EquipeProfa. Dra. Iara Augustin (UFSM)
Prof. Dr. Adenauer Correa Yamin (UCPel)Luciano Cavalheiro da Silva (UFRGS)
Rodrigo Araújo Real (UCPel)Gustavo Frainer (UFRGS)
Rafael Pereira Pires (UFSM)
ColaboradoresProf. Cristiano Cachapuz e Lima (URCAMP)Prof. João Ladislau Barbará Lopes (UFPel)
Prof. Marcelo Trindade Rebonatto (UPF)
Slide 2Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
Sumário apresentaçãoSumário apresentação
• Sumário§ Conceitos de Grade§ Conceitos de Computação Pervasiva§ Modelo GRADEp
• conceitos grade pervasiva• arquitetura geral
§ Projeto Piloto• arquitetura de software• serviços
§ Produtos§ Considerações finais
Slide 3Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
Conceitos de Grade e ComputaçãoPervasiva
Conceitos de Grade e ComputaçãoPervasiva
Slide 4Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
Computação em grade (grid computing): metacomputador• infra-estrutura computacional
• grande número de recursos• recursos heterogêneos e geograficamente distribuídos• aplicações de grande demanda computacional
CONCEITOSComputação em Grade
CONCEITOSComputação em Grade
Slide 5Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
Principais Componentes
Dispositivosde Fábrica
clusters armazenamento instrumentos ...
recursos compartilhados entre OV
SO bibliotecas TCP, UDP, IP ...
gerenciadores de recursos locais
serviços básicos
comunicação segurança informaçãoacessoa dados QoS
Middleware
ferramentas e ambientes de desenvolvimento
linguagens depuradores ORBs WebFerramentas
bibliotecas
...
...
aplicações e portais
científicas engenharia PSEAplicações
colaborativas ...Web
based
CONCEITOSComputação em Grade
CONCEITOSComputação em Grade
Slide 6Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
cluster
aplicações paralelas/distribuídas (ex. SF-Express)
Comunicação(Nexus)
Gerênciade recursos
(GRAM - DUROC, RSL)Segurança eautenticação
(GSI)Monitoramento
(HBM)
Acesso remotoa dados
(GASS, GridFTP, RIO)
Gerência de executáveis(GEM)
Globus Metacomputing Toolkit (GMT)
Internet/Rede de comunicação
Informação(MDS,GRIS, GIIS)
GUSTO NASA IPG NPACI Data Grid
CONCEITOSComputação em Grade
CONCEITOSComputação em Grade
Slide 7Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
CONCEITOSComputação em Grade No Brasil
CONCEITOSComputação em Grade No Brasil
Slide 8Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
• Mobilidade do usuário (user centric)• Mobilidade física (dispositivos e recursos)• Mobilidade lógica (aplicações e serviços)
Mobile Computing
Pervasive Computing(IBM)
Ubiquitous Computing(Mark Weiser, Xerox Parc, 1991)
atual
futuro próximo
futuro distante
Acesso e disponibilidade globalda computação
Invisibilidade da computação
Acesso local
Nomadic Computing
portabilidade
CONCEITOSComputação Pervasiva (Pervasive Computing)
CONCEITOSComputação Pervasiva (Pervasive Computing)
Slide 9Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
• Aspectos§ Computação é largamente espalhada no ambiente§ Usuários são móveis§ Grande variedade de dispositivos tornam-se altamente disponíveis§ Comunicação é facilitada – entre indivíduos, entre indivíduos e coisas e
entre coisas.§ Computação centrada no usuário, para atender suas tarefas.
• Projeto AURA (Carnegie Mellon)• Projeto OXIGEN (MIT)• Projeto GAIA(Illinois at Urbana-Champaign)
CONCEITOSComputação Pervasiva
CONCEITOSComputação Pervasiva
Slide 10Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
• Interface do usuário§ diferentes modalidades de interfaces§ usuário usará múltiplas interfaces que prevêem/antecipam sua intenção
• Serviços distribuídos§ adaptados aos usuário e suas tarefas§ adaptados às trocas dinâmicas do estado do ambiente§ descoberta dinâmica de serviços e recursos§ serviços baseados em rede
CONCEITOSComputação Pervasiva: alguns desafios atuais
CONCEITOSComputação Pervasiva: alguns desafios atuais
Slide 11Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
CONCEITOSComputação Pervasiva: alguns desafios atuais
CONCEITOSComputação Pervasiva: alguns desafios atuais
• Infra-estruturas§ dinamicamente configuradas§ restrições impostas pelo ambiente: conexão à rede intermitente e
imprevisível, baixa capacidade de armazenamento e processamentosdos dispositivos, alta possibilidade de perdas e furtos dos dispositivos,tarefas computacionais consomem muita energia (bateria), …
§ antecipar ação/tarefa do usuário
Slide 12Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
Aplicações com comportamento ditado pelo estado do Contexto (Context-AwareComputing)
• Várias definições para o termo ‘contexto’• Para nosso sistema, elemento de contexto:
§ “toda informação relevante para a aplicação e que pode ser obtida por esta”.§ “toda elemento cuja alteração em seu estado dispara um processo de adaptação na aplicação”.§ Exemplo: atividade do usuário, localização, número de dispositivos, tipo de dispositivo, carga
computacional, recurso disponível...• Visão particular de cada aplicação
§ Interesses diferentes em momentos diferentes§ Interpretação diferente de uma mesma informação
• Requer suporte da execução§ Independente da aplicação§ Reconfigurável conforme o interesse da aplicação
CONCEITOSComputação Consciente do Contexto
CONCEITOSComputação Consciente do Contexto
•
Slide 13Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
Modelo GRADEpModelo GRADEp
Slide 14Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVANovo ambiente computacional
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVANovo ambiente computacional
Elevadaheterogeneidade
Computaçãode rede
PDAs, desktops, estações de altodesempenho, clusters,supercomputadores...
Sistemas operacionais diversos
PDAs, desktops, estações de altodesempenho, clusters,supercomputadores...
Sistemas operacionais diversos
Slide 15Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVANovo ambiente computacional
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVANovo ambiente computacional
Elevadaheterogeneidade
Computaçãode rede
Mobilidadelógica e física
Mobilidade lógica: softwareMobilidade física: usuário e dispositivos
Mobilidade lógica: softwareMobilidade física: usuário e dispositivos
Slide 16Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVANovo ambiente computacional
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVANovo ambiente computacional
Elevadaheterogeneidade
Computaçãode rede
Disponibilidadede
serviços e dadosMobilidadelógica e física
Semântica SIGA-MEindependente de equipamento,lugar ou tempo
Semântica SIGA-MEindependente de equipamento,lugar ou tempo
Slide 17Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVANovo ambiente computacional
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVANovo ambiente computacional
Elevadaheterogeneidade
PervasiveComputing
Adaptação( aplicação e
sistema)
Computaçãode rede
e
Disponibilidadede
serviços e dadosMobilidadelógica e física
Adaptação ao contexto: ambiente de execução; e
aplicações
Adaptação ao contexto: ambiente de execução; e
aplicações
Slide 18Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
Computação pervasiva+
Computação em grade+
Computação consciente do contexto
Computação pervasiva+
Computação em grade+
Computação consciente do contexto
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVAIntegrando conceitos
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVAIntegrando conceitos
Infra-estrutura para
Grade PervasivaInfra-estrutura para
Grade Pervasiva
Visãoproposta
Visãoproposta
Slide 19Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVAPrincipais tecnologias envolvidas
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVAPrincipais tecnologias envolvidas
Computação emGrade
Pervasiva
Redes sem fioGlobal
Computação DistribuídaGrid-Computing
WalkStationsDispositivos Portáteis
Semântica siga-meTransparência de Localização
Redes sem fioGlobal
Grid-Computing
WalkStationsDispositivos Portáteis
Ada
ptab
ilida
de
Semântica siga-meTransparência de Localização
A partir dequalquer lugar
Operando emmovimento
Deslocando oequipamento
Comodidadede uso
em Larga Escala
Slide 20Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVAGrade Pervasiva
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVAGrade Pervasiva
• A mobilidade potencializa os problemas de§ Heterogeneidade;
• de recursos (hardware, software);• comportamentos operacionais:
• conexões com elevada flutuação;• dinamicidade no rearranjo da acomodação física dos dispositivos;• capacidades de armazenamento e processamento restritas.
§ Escalabilidade§ Acesso e disponibilidade variável de recursos e serviços
• gerências multi-institucionais• conexões transientes
§ Segurança§ Tolerância a Falhas
Slide 21Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVAFoco de pesquisa
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVAFoco de pesquisa
Como construir um ambiente deprogramação que remove acomplexidade inerente a essasaplicações?
Como projetar um ambiente deexecução de aplicação que atendaos requisitos destas aplicações?
Desenvolvimento de aplicações• Realizado com o uso de middlewares que fornecem um
aspecto específico• Soluções ad-hoc, não reusáveis e difíceis de manter• Implementada por especialistas
Considerar a eficiência, sempre quepossível
realidade
objetivo
Slide 22Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVAPropriedade do ambiente de Grade Pervasiva
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVAPropriedade do ambiente de Grade Pervasiva
USER
APPLICATION SUPPORTSYSTEM
social
spatial
temporal
personal
ADAPTATION
PORTABILITY
CONNECTIVITY
MOBILITY CO
NTE
XT
-AW
AR
EN
ES
S
PRO-ACTIVITY
SYSTEM
FOLLOW-MEAPPLICATIONS
Slide 23Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVAA organização física do GRADEp
CONSTRUINDO A GRADE PERVASIVAA organização física do GRADEp
Características:Organização celular (critério de vizinhança estático e/ou dinâmico)Gerência multi-institucionalComposição dinâmica (incremental)3 elementos: célula, (nodo) base e nodo
Rede sem fio
Nodo móvelNodo
R ede
cabe
ada
Célula de Execução
Ambiente de Grade Pervasiva
Nodo base
Slide 24Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
Projeto PilotoProjeto Piloto
Slide 25Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOArquitetura de Software
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOArquitetura de Software
Aplicação distribuída com
mobilidade de código (objeto-agente)
AcessoPervasivo
Suporte àLinguagem
Serviço deReconhecimento de
Contexto
Loc. eNaming
Comu-nicação
Migra-ção
Persis-tência
Segu-rança
Escalo-namento
Monito-ramento
Máquina Virtual Java
Consciênciado
Contexto
SUP
INTERM
INF
Sistema Operacional Nativo
Rede Fixa + Rede Móvel em escala global
Middleware
•
Slide 26Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOComponentes da API de programação
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOComponentes da API de programação
Ênfase no comportamento adaptativo ao contexto
• elementos de contexto de interesse da aplicação (descrição xml);
• objetos e métodos Java que implementam a lógica da aplicação, e objetos emétodos que indicam um comportamento adaptativo;
• adaptadores, classes Java que implementam os códigos alternativos dosobjetos/métodos adaptativos;
• comandos de adaptação que implementam algumas estratégias deadaptação, tais como migração e disparo de ações quando determinadocontexto tornar-se disponível;
• políticas de adaptação que orientam o sistema de execução (descrição xml).
Slide 27Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAPI de programação
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAPI de programação
• Adaptação no nível de componentes§ Adaptive Object (declaração)§ Adapters classes (implementação de alternativas)
• Adaptação no nível de métodos§ Adaptive method (declaração)§ Adapters classes (implementação de alternativas)
• Adaptação no nível de comandos§ Move (migração para próximo a um recurso)§ Clone (criação de objetos conscientes do contexto)§ Reschedule (reavaliação da distribuição segundo critérios de contexto)§ ...
Slide 28Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOComandos de adaptação
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOComandos de adaptação
Comandos para modelar estratégias de adaptação:
§ Clone (criação do componente)§ Move (migração para próximo a recursos)§ Reschedule (reorganização dos componentes)§ Disconect (desconexão planejada)§ Reconnect (reconexão explícita)§ Install (instalação remota)§ Discovery (descoberta de recursos)§ onContext (agendamento de ações)
A execução dos comandos de adaptação é parametrizadapelas políticas de adaptação.
Serviços
Slide 29Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAplicações de teste: WalkEd (Editor de Texto Pervasivo)
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAplicações de teste: WalkEd (Editor de Texto Pervasivo)
Desktop Sharp Zaurus
Perfil: integração computação móvel e computação distribuída;Objetivo: funcionalidade & flexibilidade de uso da ferramenta de edição.
Slide 30Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTO Aplicações de teste: GeneAl (Genetic Alignment)
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTO Aplicações de teste: GeneAl (Genetic Alignment)
Perfil: execução distribuída multi-institucional (computação em grade);Objetivo: busca de desempenho e flexibilidade na interação.
Desktop Sharp Zaurus
Slide 31Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOO Gerenciamento do ambiente físicoDESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTO
O Gerenciamento do ambiente físico
Atores básicos:• Administrador de célula;• Administrador de recurso.
Atividades principais:• Gerenciar a base, usuários,
atributos da célula de execução,configuração de serviços,inclusão/remoção de recursos.
• Atividades feitas com auxílio daferramenta EXEHDA-AMIArchitecture Managenment Interface
Slide 32Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTONúcleo Mínimo do middleware
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTONúcleo Mínimo do middleware
Supre os requisitos de:
Adaptação ao contexto (tipo de recurso);
Economia de recursos (instalação sob demanda).
Supre os requisitos de:
Adaptação ao contexto (tipo de recurso);
Economia de recursos (instalação sob demanda).
Serviços Adaptativos:
Perfis (profile) definem qual instância doserviço será usada em um dispositivoespecífico através do processo deadaptação em tempo de carga
O serviço pode adaptar-se tambémconsiderando o contexto dinâmico comoestado da conectividade através doprocesso de adaptação em tempo deexecução.
Aplicação
Profilemanager
Service Manager
...
Repositóriode serviços
Carga de serviçossob demanda
Perfis deExecução
Slide 33Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTONúcleo Mínimo do middleware
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTONúcleo Mínimo do middleware
Aplicação
Profilemanager
Service Manager
Perfis deExecução
...
Repositóriode serviços
Carga de serviçossob demanda
<EXEHDA> <PROFILE name="profileName"> <SERVICE name="sName" impl="className" loadPolicy="boot"|"demand"> <PROP name="paramName" value="paramValue" />
</SERVICE> </PROFILE> </EXEHDA>
Supre os requisitos de:
Adaptação ao contexto (tipo de recurso);
Economia de recursos (instalação sob demanda).
Supre os requisitos de:
Adaptação ao contexto (tipo de recurso);
Economia de recursos (instalação sob demanda).
Slide 34Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOServiços do middleware
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOServiços do middleware
ServiçoServiço
AplicaçãoAplicação
Visão unificadaVisão unificada
AplicaçãoAplicação
Visão unificadaVisão unificada
nodalnodal
celularcelular
Desconexãoplanejada
Desconexãoplanejada
AplicaçãoAplicação
Visão unificadaVisão unificada
nodalnodal
celularcelular
Estruturados em instância nodal e celular
Garantecontinuidade doserviço em caso dedesconexão
Slide 35Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOServiços fornecidos
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOServiços fornecidos
Acesso Pervasivo
ExecuçãoDistribuída
Adaptação e Reconhe-cimento de Contexto
Comunicação
Organização lógica em subsistemas
Slide 36Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTORequisitos do ponto de vista da aplicação
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTORequisitos do ponto de vista da aplicação
• Requisitos§ Suporte à execução distribuída;§ Comunicação com desacoplamento temporal e espacial;§ Suporte à mobilidade lógica;§ Suporte à mobilidade física;§ Acesso pervasivo a dados e a código;§ Fornecimento de informações de contexto;§ Suporte à adaptação dinâmica de aspectos funcionais;§ Suporte à adaptação dinâmica de aspectos não funcionais;§ Política cooperativa com a aplicação nas decisões de adaptação.
Slide 37Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAtendendo requisitos da aplicação
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAtendendo requisitos da aplicação
Aplicações
Ambiente de Execução da Linguagem(Java Virtual Machine)
Serviço deControle daAdaptação
Serviço deReconhecimento
de Contexto
Componentes do Ambiente Pervasivo (GRADEp)
Informações de estado(capacidade, utilização, etc.)
Especificaçãode Contextos
Comandosde Adaptação
Notificação dealteração de contexto
decisões no desenvolvimento
decisões na execução
Fornecimento de informações de contexto;Suporte a adaptação dinâmica de aspectos funcionais;
Suporte a adaptação dinâmica de aspectos não funcionais;
Política cooperativa com a aplicação nas decisões de adaptação.
Fornecimento de informações de contexto;Suporte a adaptação dinâmica de aspectos funcionais;
Suporte a adaptação dinâmica de aspectos não funcionais;
Política cooperativa com a aplicação nas decisões de adaptação.
Adaptação colaborativa multinível
Slide 38Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
node
1
node
n
Rede
Tuple Space
OXOX
Middleware Adaptativo
Reconhecimentode
Contexto
Seleção
Adaptativa
de Código
RepositórioDe Código
Mobil
11
22
Adaptação funcional
Adaptação não funcional
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAtendendo requisitos da aplicação
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAtendendo requisitos da aplicação
•Adaptação ao contexto•Adaptação ao contexto
Slide 39Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAtendendo requisitos da aplicação
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAtendendo requisitos da aplicação
Suporte àinstanciaçãoremota de
objetos
Suporte àinstanciaçãoremota de
objetos
Gerenciamento darelação lógica & física
Gerenciamento darelação lógica & física
Gerenciamento relações lógicasentre os objetos
Gerenciamento relações lógicasentre os objetos
Objetos daAplicação
Objetos daAplicação
Mecanismo de Comunicação comdesacoplamento temporal e espacial
Mecanismo de Comunicação comdesacoplamento temporal e espacial
OX: #1OX: #1Being name:Policy:Location:History:
...
Being name:Policy:Location:History:
...
OX: #1OX: #1Being name:Policy:Location:History:
...
Being name:Policy:Location:History:
...
OX: #1OX: #1Being name:Policy:Location:History:
...
Being name:Policy:Location:History:
...
•Execução distribuída;
•Mobilidade lógica e física;
•Comunicação comdesacoplamento temporal eespacial
•Execução distribuída;
•Mobilidade lógica e física;
•Comunicação comdesacoplamento temporal eespacial
Slide 40Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAtendendo requisitos da aplicação
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAtendendo requisitos da aplicação
BDABDAAVUAVU
BDABDAAVUAVU
BDABDAAVUAVU
BDABDAAVUAVU
BDABDAAVUAVU
Equipamento (PDA,desktop) do
usuário Y
Equipamento (PDA,desktop) do
usuário Y
Célula HOME dousuário Y
Célula HOME dousuário Y
Última célulautilizada pelo
usuário Y
Última célulautilizada pelo
usuário Y
11
22
•Acesso pervasivo a dados e a código•Acesso pervasivo a dados e a código
• BDA: Base de Dados pervasiva das Aplicações• AVU: Ambiente Virtual do Usuário• Ambos: técnicas P2P
Slide 41Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAtendendo requisitos da aplicação
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAtendendo requisitos da aplicação
•Suporte a semântica siga-me•Suporte a semântica siga-me
Slide 42Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOGerenciando a execução de aplicações
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOGerenciando a execução de aplicações
Controle de sessão:• Login, Logout, Save/Restore session,
Disconnect/reconnect.
Disparo manual de aplicações:• isam-run ßà descritor de disparo de aplicações.
Disparo “pervasivo” de aplicações:• Aplicação ISAM Desktop ßà Ambiente Virtual do
Usuário.
ISAM DesktopISAM Desktop
Slide 43Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIAComposição piloto
TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIAComposição piloto
• GRADEp SDK§ API: conjunto de classes,
especificação, manual do usuário;§ Aplicações exemplos.
• GRADEp EXE§ Pacote para nodos de trabalho;§ Pacote para nodos de
gerenciamento (base);§ Manual de instalação e
gerenciamento.
GR
AD
Ep
EX
E Execuçãodistribuída comConcorrência
eAdaptativa aoContexto (na
perspectiva daPervasive
Computing)
Suporte àProgramação
Comportamentoda Execução
Suporte àExecução
GRADEp
GRADEp SDK
Políticas de Ada-ptação;
Definição de Con-texto
Código
Slide 44Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIASuporte previsto aos teste do pilotoTRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIASuporte previsto aos teste do piloto
• Página WEB: com informações técnicas, aplicações exemplo, manuais
e material para download;
• Lista de discussão: entre desenvolvedores do GRADEp e usuários,
entre usuários;
• Infra-estrutura de equipamento/software para comunidade alvo avaliar
suas aplicações no piloto do GRADEp: esta infra-estrutura seria
composta pelos recursos das instituições participantes do GT. Estas
instituições formam constituem o testbed denominado GRADErs;
• Cursos para desenvolvedores e administradores
Slide 45Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
EtapasEtapas
• Etapas§ serviços de execução distribuída:
• 30/11/2004
§ serviços de contexto e adaptação• 31/03/2005
§ aplicações (genoma, ...) e resultados• 31/05/2005
§ outros serviços, documentação final• 31/07/2005
Slide 46Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
Considerações finaisConsiderações finais
§ Considerar a mobilidade é uma tendência muito recente na computação em grade –
novas propostas de projetos;
§ Grupo trabalha com essa temática desde 2000. Têm-se a modelagem dos serviços do
middleware e as abstrações de linguagem de programação;
§ Proposta inovadora: Grade pervasiva = computação em grade + computação pervasiva
+ computação consciente do contexto (grid, pervasive and context-aware computing);
• proposta integrada de solução:
programação de aplicações & middleware de gerenciamento destas;
• middleware adaptativo que associa conceitos de mobilidade e contexto ao ambiente de grade
computacional;
• arquitetura de software com diversas oportunidades de especialização (expansão &
aglutinação) de serviços e aplicações.
•
Slide 47Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
GT-RNP GRADE PERVASIVA (GRADEp)GT-RNP GRADE PERVASIVA (GRADEp)
CoordenadorProf. Dr. Cláudio Resin Geyer (UFRGS)
Slide 48Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAtendendo requisitos da aplicação
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOAtendendo requisitos da aplicação
•Sensibilidade ao contexto•Sensibilidade ao contexto
EXEHDAbase
sensor
EXEHDAnodosensor
EXEHDAnodo móvel
collector
collector
sensores
EXEHDAnodo
DA
DO
SC
ON
TE
XTU
ALI
ZA
DO
SD
AD
OS
SE
NS
OR
AD
OS
sensor
Context Manager
collector
collector
translator
aggrega tor
notifier
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Considerações finaisGRADEp - Publicações relacionadas
Considerações finaisGRADEp - Publicações relacionadas
Publicações 2002§ NET-CON02. Adenauer Yamin, Iara Augustin, Jorge Barbosa, Cláudio F.R. Geyer. ISAM: a Pervasive View. In Distributed Mobile
Computing. Network Control and Engineering for QoS, Security and Mobility with focus on Policy-based Networking (IFIP and IEEEConference). Proceedings... Paris, France, 21-25 oct. 2002 [YAM 2002].
§ SBAC-PAD 2002. Adenauer Yamin, Iara Augustin, Jorge Barbosa, Luciano C. da Silva, Rodrigo A. Real, Gerson Cavalheiro, CláudioF.R. Geyer. A Framework for Exploiting Adaptation in High Heterogeneous Distributed Processing. 14th IEEE Symposium onComputer Architecture and High Performance Computing. Proceedings… Vitória - Brazil, October 28-30 [YAM 2002a].
§ SCCC 02. Adenauer Yamin, Iara Augustin, Jorge Barbosa, Luciano Cavalheiro da Silva, Gerson H. Cavalheiro, Cláudio F.R. Geyer.Collaborative Multilevel Adaptation in Distributed Mobile Applications. 12th IEEE International Conference of the Chilean ComputerScience Society, Proceedings… Atacama, CHILE, 6-8 novembro, 2002 [YAM 2002b].
§ PDCN 2002. Iara Augustin, Adenauer Yamin, Jorge Barbosa, Cláudio Geyer, Towards Taxonomy for Mobile Applications withAdaptive Behavior. International Symposium on Parallel and Distributed Computing and Networks (PDCN 2002). Proceedings…Innsbruck, Austria. 18-21/feb, 2002 [AUG 2002].
§ CATA 2002. Iara Augustin, Adenauer Yamin, Cláudio Geyer, Distributed Mobile Applications with Dynamic Adaptive Behavior. 17thInternational Conference on Computer and their Applications(CATA 2002). Proceedings… San Francisco, CA. 4-6/april, 2002, R.Gantenbein and S. Shin Editors, ISCA Publishing, ISBN 1-880843-42-0, p.372-375 [AUG 2002a].
§ ISCC 2002. Iara Augustin, Adenauer Yamin, Jorge Barbosa, Cláudio Geyer, ISAM - a Software Architecture for Adaptive andDistributed Mobile Applications, 7th IEEE Symposium on Computers and Communications, Taormina, Proceedings… Italy, 1-4/july,2002 [AUG 2002b].
§ ICPADS 2002. Jorge Barbosa; Adenauer Yamin; Patrícia Vargas; Cláudio Geyer. Holoparadigm: a Multiparadigm Model Oriented toDevelopment of Distributed Systems In. INTERNATIONAL CONFERENCE ON PARALLEL AND DISTRIBUTED SYSTEMS (ICPADS2002), 2002, Jung-Li City Proceedings… New York: IEEE Press, 2002 [BAR 2002a].
§ IDPT 2002. Rodrigo Reis, Carla Reis, Iara Augustin, Adenauer Yamin, Daltro Nunes, Cláudio Geyer, Towards a Software ProcessModel to Support the Design of Mobile Computing Applications, 6th World Conference on Integrated Design and Process Technology,Procedings… Pasadena California, USA, June [REI 2002].
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Considerações finais GRADEp - Publicações relacionadas
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Publicações 2003§ JHPCA 2003. Adenauer Yamin, Iara Augustin, Jorge Barbosa, Luciano C. da Silva, Rodrigo A. Real, Gerson Cavalheiro, Cláudio F.R.
Geyer. Towards Merging Context-aware, Mobile and Grid Computing. IN INTERNATIONAL JOURNAL OF HIGHPERFORMANCE COMPUTING APPLICATIONS. London: Sage Publications. v.17, n.2, p.191-203, June 2003 [YAM 2003].
§ Mobile Computing Handbook. Iara Augustin, Adenauer Yamin, Luciano C. Silva, Rodrigo Real, Gustavo Frainer, GersonCavalheiro, Claudio Geyer. ISAM, joing context-awareness and mobility to building pervasive applications. I. Mahgoub and M.Ilyas Ed. Florida. CRC Press. (book chapter to be published at april, 2003) [AUG 2003].
§ IADIS 2003. Rodrigo Real, Adenauer Yamin, Iara Augustin, Jorge Barbosa, Luciano da Silva, Gustavo Frainer, Cláudio Geyer.Tratamento da incerteza no escalonamento de recursos em Computação Pervasiva. In: CONFERÊNCIA IADIS IBERO-AMERICANAWWW/INTERNET, Nov, 2003, Algarve, Portugal. Anais... Algarve: IADIS press, Novembro 2003. p.167-170 [REA 2003].
§ GRID 2003. Rodrigo Real, Adenauer Yamin, Iara Augustin, Jorge Barbosa, Luciano da Silva, Gustavo Frainer, Cláudio Geyer.Resource scheduling on grid: handling uncertainty. IEEE/ACM 4th INTERNATIONAL WORKSHOP ON GRID COMPUTING, Nov,2003, Phoenix, Arizona. Proceedings… New York: IEEE Press, November 2003 [REA 2003a].
§ WSGPPD 2003. Adenauer Yamin, Iara Augustin, Jorge Barbosa, Luciano C. da Silva, Rodrigo A. Real, Cláudio F.R. Geyer.EXEHDA: Um Ambiente de Execução para Adaptação Dinâmica ao Contexto de Aplicações na Computação Pervasiva.Cadernos de Informática. Porto Alegre: PPGC/UFRGS. V. 3, n. 1, p.115-120, junho de 2003 [YAM 2003a].
§ ERAD 2003. Dario Fernandes Franz; Marcelo Augusto Cardozo Junior; Jorge Luis Victória Barbosa; Adenauer Correa Yamin;Cláudio Fernando Resin Geyer. EXEHDA-CC x JADA: Uma análise de espaço de objetos compartilhados em Java. In: ESCOLAREGIONAL DE ALTO DESEMPENHO (ERAD 2003), 2003, Santa Maria. Anais... . Santa Maria: SBC/UFSM, 2003. p. 177-180 [FRZ2003].
§ ERAD 2003. Fernando Luis Caprio da Costa Junior; Jorge Luis Victória Barbosa; Iara Augustin; Adenauer Corrêa Yamin; CláudioFernando Resin Geyer. Uso do Network Weather Service (NWS) na monitoração de contexto do EXEHDA. In: ESCOLA REGIONALDE ALTO DESEMPENHO (ERAD 2003), 2003, Santa Maria. Anais.... Santa Maria: SBC/UFSM, 2003. p. 181-184 [COS 2003].
§ WSCAD 2003. Gustavo Frainer, Rodrigo Real, Adenauer Yamin, Luciano da Silva, Iara Augustin, Cláudio Geyer. Perfis Adaptativospara Balanceamento de Carga no ISAM. In: Workshop em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho, 4, 2003, São Paulo,Brasil. Proceedings… São Paulo: USP, Novembro, 2003. p.164-167 [FRA 2003].
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Considerações finais GRADEp - Publicações relacionadas
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Publicações 2004
§ SOFTWARE, PRACTICE & EXPERIENCE. Special Issue on Experiences with Auto-adaptive and Reconfigurable Systems. IaraAugustin, Adenauer Yamin, Luciano C. Silva, Rodrigo Real, Claudio Geyer. ISAMadapt: abstractions and tools for designing general-purpose pervasive applications. Wiley InterScience. <submetido à publicação> [AUG 2004b].
§ SBLP 2004. Iara Augustin, Adenauer Yamin, Luciano C. Silva, Rodrigo Real, Claudio Geyer. ISAMadapt - um Ambiente deDesenvolvimento de Aplicações para a Computação Pervasiva. Simpósio Brasileiro de Linguagens de Programação (SBLP 2004),Niterói, Maio, 2004 [AUG 2004a].
§ IBERCHIP 2004. Lucas Brusamarello et al. Timing Verification Based on floating vector simulation: a distributed approach. In: XWORKSHOP IBERCHIP, 2004, Cartagena de Indias, Colombia. Março 2004 [BRU 2004].
§ CLEI 2004. Adenauer Yamin, Iara Augustin, Luciano C. Silva, Rodrigo Real, Jorge Barbosa, Cláudio Geyer. ISAM: Uma Arquiteturade Software para Pervasive Computing. Arequipa, Peru. Setembro 2004 (aceito para publicação) [YAM 2004a].
§ ERAD 2004. Gustavo Frainer, Rodrigo Real, Adenauer Yamin, Luciano da Silva, Iara Augustin, Cláudio Geyer. Perfis Adaptativospara Balanceamento de Carga no ISAM. In: ESCOLA REGIONAL DE ALTO DESEMPENHO (ERAD 2004), 2004, Pelotas. Anais... .Pelotas: SBC/UFPel/UCPel, 2004. p. 225-228 [FRA 2004].
Slide 52Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
Plano de desenvolvimento dos slidesPlano de desenvolvimento dos slides
• CONCEITOS§ Grade Computacional (Grid Computing)
§ Computação Pervasiva (Pervasive Computing)
§ Computação Consciente do Contexto (Context-aware Computing)
• REQUISITOS PARA INTEGRAÇÃO§ Semântica ‘siga-me’
§ Reconhecimento de contexto
§ Adaptação dinâmica
§ Gerenciamento pró-ativo
Slide 53Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
Plano de desenvolvimento dos slidesPlano de desenvolvimento dos slides
• AMBIENTE DE GRADEp§ A organização física do ambiente de Grade Pervasiva
§ A arquitetura de software projetada
• PROJETO PILOTO§ API de programação
§ Núcleo mínimo
§ Serviços do middleware
§ Aplicações-modelo (domínios)Realização de experimentos comGRADErs
• CRONOGRAMA
• TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA
Slide 54Rede Nacional de Ensino e PesquisaSeminário dos Grupos de Trabalho 2004 – 2005, Rio de Janeiro, 10-11 de agosto de 2004
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOServiços do middleware
DESCRIÇÃO DO PROJETO PILOTOServiços do middleware
ServiçoServiço
AplicaçãoAplicação
Visão unificadaVisão unificada
AplicaçãoAplicação
Visão unificadaVisão unificada
nodalnodal
celularcelular
Desconexãoplanejada
Desconexãoplanejada
AplicaçãoAplicação
Visão unificadaVisão unificada
nodalnodal
celularcelular
Supre o requisito do middleware de:
Operação desconectada
Supre o requisito do middleware de:
Operação desconectada