Projetos do DC

Projetos desenvolvidos pelos pesquisadores do Departamento de Computação.

Melhoria da Escalabilidade de Grades Computacionais

Órgão financiador:   CNPQ - (Bolsa de produtividade em pesquisa)

Vigência:  2010-2013

Resumo:  O presente projeto tem como principal objetivo avaliar os principais gargalos que limitam a escalabilidade de aplicações computacionalmente intensivas em clusters, multiclusters e grades computacionais. Inicialmente, serão avaliadas algumas arquiteturas utilizadas na implementação de grades computacionais reais, tais como plataformas master-slave e plataformas hierárquicas. Após o estudo dos limites de escalabilidade e identificação dos gargalos de desempenho, serão propostas e avaliadas medidas para melhoria da escalabilidade sobre tais plataformas.

Participante: Prof. Dr. Hermes Senger

Escalabilidade de Aplicações Distribuídas

Órgão Financiador: FAPESP - Auxílio à Pesquisa Regular

Vigência: 2010-2013

Resumo:  O presente projeto de pesquisa tem como principal objetivo avaliar os limites da escalabilidade de aplicações computacionalmente intensivas em clusters, multiclusters e grades computacionais. Inicialmente, o foco principal da presente proposta se concentrará sobre a classe de aplicações denominada Bag-of-Tasks, cujas aplicações podem ser implementadas na forma de tarefas independentes que não se comunicam e podem ser executadas em qualquer ordem. A proposta prevê uma avaliação rigorosa dos limites de escalabilidade de tais aplicações em plataformas distribuídas. Após o estudo dos limites de escalabilidade e identificação dos gargalos de desempenho, estratégias de escalonamento de aplicações serão propostas e avaliadas comparativamente a outras apresentadas na literatura. Como extensão deste projeto, outros modelos de aplicações e/ou arquiteturas serão analisados em termos da sua escalabilidade, tais como clusters de servidores web, sistemas peer-to-peer e clouds.

Coordenação: Prof. Dr. Hermes Senger

Participantes:

• Prof. Dr. Hélio Crestana Guardia
• Prof. Dr. Luis Carlos Trevelin
• Stefanny G. Zuniga Arenas
• Ricardo de Freitas Gesuatto

Projeto Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Matemática – Avanço Global e Integrado da Matemática Brasileira - INCTMat

Órgãos financiadores: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, FINEP e Fundações de Amparo à Pesquisa de vários estados

Vigência: em andamento (duração: 2009 a 2013)

Descrição: trata-se, de certo modo, de uma continuação do Projeto Institutos do Milênio,  praticamente englobando as atividades de pesquisa da totalidade dos centros de pesquisa em Matemática no país. As atividades focalizam, sobretudo, uma intensa colaboração dos grupos de pesquisa, com o apoio de suas instituições. O Projeto marca uma nova etapa do desenvolvimento da Matemática Brasileira como um todo, em novas bases, com ênfase na pesquisa fundamental, ao mesmo tempo que mais abrangentes no que tange às aplicações e interações com outras áreas da ciência e o setor produtivo. Também propõe-se uma atuação mais vigorosa em prol do ensino e divulgação da matemática em todos os níveis, e na busca de novos talentos.

Coordenação: Prof. Dr. Jacob Palis Jr.

Participantes: Prof. Dr. Nelson Delfino d'Ávila Mascarenhas – Um dos dois Coordenadores da Área de Computação Visual.

URL: http://inctmat.impa.br/opencms/opencms/pt/index.html

Arquitetura pipeline reconfigurável através de instruções geradas por programação genética para processamento de imagens digitais utilizando FPGAs.

Órgão financiador: FAPESP: 2009/17736-4

Vigência: 2010-2012

Resumo: No presente projeto é pretendido dar continuidade ao trabalho de doutorado do requisitante, no qual foi implementada uma arquitetura reconfigurável por meio de instruções morfológicas e lógicas geradas automaticamente por software através de uma aproximação linear baseada em programação genética, visando-se o processamento morfológico de imagens em tempo real utilizando FPGAs de alta complexidade, com objetivos de filtragem, reconhecimento inteligente de padrões e emulação de filtros desconhecidos de softwares comerciais, para citar somente algumas aplicações. As imagens são fornecidas ao sistema através de uma câmera de vídeo comercial e os resultados podem ser visualizados em tempo real através de um monitor de vídeo. A arquitetura é capaz de processar, de forma rápida, imagens binárias, em níveis de cinza e coloridas. No entanto, foram feitas sugestões para trabalhos futuros em relação à arquitetura desenvolvida buscando sua expansão e melhorias. Assim, seguindo as sugestões propostas, neste projeto é pretendido aumentar a complexidade e a flexibilidade das instruções morfológicas criadas no trabalho anterior de modo a lidar com formas mais variadas em aplicações envolvendo reconhecimento de padrões. Também, deverão ser implementadas novas instruções lineares, baseadas em convolução, para cada processador da arquitetura, aumentando-se assim a gama de aplicações para o sistema proposto. Uma dificuldade encontrada no sistema anterior, foi a criação de uma estrutura flexível de reticulado completo para processamento morfológico de imagens coloridas, pois a estrutura implementada permitia apenas o processamento de um número reduzido de cores, assim, nesta proposta de projeto é pretendido desenvolver uma nova alternativa de estrutura de reticulado que possa processar imagens coloridas de alta resolução radiométrica. Além dessas modificações, a forma de aprendizado do sistema evolucionário deverá ser melhorada, na qual esta deverá evoluir estruturas de árvores sintáticas, ao invés de uma estrutura linear de linhas de código, buscando-se assim encontrar alternativas mais flexíveis de soluções para os problemas práticos envolvendo visão computacional. Por fim, as operações lineares e não lineares da arquitetura proposta deverão também ser implementadas através de um processador convencional de maneira a comparar os resultados e os desempenhos obtidos por ambas as abordagens.

Coordenação: Prof. Dr. Emerson Carlos Pedrino

Detecção, rastreamento e análise automática de leucócitos rolantes e aderidos em imagens de vídeo de microscopia intravital

Órgão financiador: CNPq - edital universal

Vigência: 2010-2012

Resumo: O principal objetivo desse projeto de pesquisa é a pesquisa e o desenvolvimento de técnicas automáticas para a detecção, rastreamento e subsequente extração de características e análise in vivo dos leucócitos em imagens de vídeo de microscopia intravital. Essas técnicas serão baseadas em métodos de processamento de imagens, detecção de novidades e sistemas dinâmicos.

Coordenação: Prof. Dr. Ricardo José Ferrari

Participantes:

• Prof.  Dr.  Rodrigo Fernandes de Melo, Universidade de São Paulo (USP) - São Carlos.
• Profa. Dra. Juliana Carvalho Tavares, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) - Belo Horizonte.

Extensão do Método Orientado a Objetos com Frameoworks Transversais

Órgão financiador: CNPq - edital universal

Vigência: 2009-2011

Descrição: A metodologia de desenvolvimento de software orientada a modelos (MDA) apresenta dificuldades quando interesses transversais são envolvidos durante o desenvolvimento. Um obstáculo é o mapeamento de conceitos de alto nível para construtores de mais baixo nível.

Geralmente, interesses que são transversais não possuem um mapeamento direto e tornam difíceis as etapas de transformação para a geração de código, resultando em problemas de reúso e de manutenção nos sistemas desenvolvidos. Vários trabalhos encontrados na literatura apontam benefícios em se utilizar a programação orientada a aspectos para tratar com esses interesses transversais, mas nenhum deles trata sobre o uso de frameworks orientados a aspectos também chamados de Frameworks Transversais - durante um processo de desenvolvimento baseado em MDA. Assim, neste projeto de pesquisa pretende-se estender um método de desenvolvimento de software baseado em MDA, chamado Método Orientado a Objetos (MOO) , de forma que frameworks orientados a aspectos sejam utilizados durante a geração de código. O objetivo é avaliar as vantagens e desvantagens que o MOO estendido com frameworks apresenta quando comparado com sua versão original..

Coordenação: Valter Vieira de Camargo

Participantes:

• Prof. Dr. Oscar López Pastor da Universidade Politécnica de Valência - Espanha.
• Prof. Dr. Ricardo Argenton Ramos da Universidade Federal de Petrolina.
• Profa. Dra. Rosângela Aparecida Dellosso Penteado.

Algoritmos de Controle de Congestionamento Avançados em FPGA

Orgão Financiador: CNPq - Edital Universal

Vigência: 2009-2011

Descrição: Nas redes de altíssima velocidade como as redes nacionais de pesquisa, a Rede Giga, Kyatera (FAPESP) e Ipê (RNP), os algoritmos fim-a fim de controle de congestionamento TCP, utilizados nas pontas, são normalmente regulados pelo padrão TCP NewReno [RFC 3782], não tem escalabilidade suficiente para maximizar a utilização dos enlaces, nem a flexibilidade para atender redes ópticas multi-frequenciais. Nossa proposta de pesquisa consiste em explorar o desenvolvimento de um protótipo em FPGA de um TCP offload engine que embarque novos algoritmos TCP, inclusive um de cunho próprio TCP Adaptive Westwood [ICC 2008], para aumentar expressivamente a vazão e reação de fluxos TCP em redes ópticas multi-gigabit, permitindo aplicações com altíssima demanda, como distribuição de dados em grades computacionais, aplicações de visualização de dados complexos ou aplicações de distribuição de conteúdo, terem alta qualidade.

Coordenação: Prof. Dr. Cesar Marcondes

Centro de Imagens e Espectroscopia in vivo Por Ressonância Magnética para o Estudo de Modelos Animais

Órgão financiador: FAPESP

Vigência: em andamento (duração: 2008 a 2011)

Descrição: trata-se de um Projeto Temático da Fapesp coordenado pelo Prof. Dr. Alberto Tannús do IFSC-USP, inserido no  Projeto CInAPCe da Fapesp. O objetivo do programa Cooperação Interinstitucional de Apoio a Pesquisas sobre o Cérebro  (CInAPCe) da FAPESP é promover o desenvolvimento de pesquisas em neurociências e formar uma rede de cooperação  entre diversos grupos de pesquisa no Estado de São Paulo, de forma a constituir um instituto virtual dedicado ao estudo do sistema nervoso. Ele está focado atualmente no estudo da epilepsia.

Coordenação: Prof. Dr. Alberto Tannús

Participantes: Nelson Delfino d´Ávila Mascarenhas  e um bolsista de doutorado

URL: http://www.cinapce.org.br/

Diretrizes de Projeto para Desenvolvimento de Frameworks Transversais de Persistência

Órgão financiador: UFSCar

Vigência: 2009-2010

Descrição: Este projeto tem o objetivo de elaborar diretrizes para desenvolvimentode Framewoks Transversais de Persistência. Framewroks Transversais são um tipo especial de Framework Orientado a Aspectos que encapsulam um único interesse transversal, como persistência, segurança e concorrência. As diretrizes de desenvolvimento que estão sendo desenvolvidas envolvem a utilização de padrões para projeto de FTs e arquiteturas de referências para esse domínio de frameworks..

Coordenação: Valter Vieira de Camargo

Participante: Lucas de Sio

Diretrizes de Projeto para Desenvolvimento de uma Família de Frameworks Transversais de Segurança

Órgão financiador: UFSCar

Vigência: 2009-2010

Descrição: Este projeto visa a criação de um conjunto de diretrizes de projeto para o desenvolvimento de famílias de frameworks transversais de segurança.

Coordenação: Valter Vieira de Camargo

Participante: Halison Alan Fernandes