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An efficient weighted bi-objective scheduling algorithm for heterogeneous systems
(Elsevier, 2011-08) Martins, Idalmis Milian Sardina; Boeres, Cristina; Drummond, Lúcia M. A.
This paper proposes the Makespan and Reliability Cost Driven (MRCD) heuristic, a static scheduling strategy for heterogeneous distributed systems that not only minimizes the makespan, but also maximizes the reliability of the application. The MRCD scheduling decisions are guided by a weighted function that considers both objectives simultaneously, instead of prioritizing one of them. This work also introduces a classification of the solutions produced by weighted bi-objective schedulers to aid users to tune the weighting function such that an appropriate solution can be selected in accordance with their needs. In comparison with the related work, MRCD produced schedules with makespans that were significantly better then those produced by the other strategies at expense of an insignificant deterioration in reliability
Distributed-Memory load balancing with cyclic token-based work-stealing applied to reverse time migration
(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2019) Martins, Idalmis Milian Sardina; Assis, Ítalo Augusto Souza; Oliveira, Antônio D. S.; Barros, Tiago; Bianchini, Calebe P.; Souza, Samuel Xavier de
Reverse time migration (RTM) is a prominent technique in seismic imaging. Its resulting subsurface images are used in the industry to investigate with higher confidence the existence and the conditions of oil and gas reservoirs. Because of its high computational cost, RTM must make use of parallel computers. Balancing the workload distribution of an RTM is a growing challenge in distributed computing systems. The competition for shared resources and the differently-sized tasks of the RTM are some of the possible sources of load imbalance. Although many load balancing techniques exist, scaling up for large problems and large systems remains a challenge because synchronization overhead also scales. This paper proposes a cyclic token-based work-stealing (CTWS) algorithm for distributed memory systems applied to RTM. The novel cyclic token approach reduces the number of failed steals, avoids communication overhead, and simplifies the victim selection and the termination strategy. The proposed method is implemented as a C library using the one-sided communication feature of the message passing interface (MPI) standard. Results obtained by applying the proposed technique to balance the workload of a 3D RTM system present a factor of 14.1 % speedup and reductions of the load imbalance of 78.4 % when compared to the conventional static distribution
Escalonando uma aplicação paralela com demanda variável em ambiente de nuvem
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-01-20) Sousa Júnior, Emmanoel Monteiro de; Lopes, Frederico Araújo da Silva; Martins, Idalmis Milian Sardina; ; ; http://lattes.cnpq.br/9177823996895375; ; http://lattes.cnpq.br/5242638322246265; Sampaio, Américo Tadeu Falcone; ; http://lattes.cnpq.br/7958359176708584; Silva, Carlos Eduardo da;
Este trabalho propõe uma arquitetura de software responsável pelo escalonamento para processamento de dados com demanda variável em ambientes de nuvem. O sistema construído observa variáveis específicas ao contexto de negócio de uma empresa incubada no Instituto Metropole Digital da UFRN. Tal sistema gera uma estratégia de identificação e utilização de modelos de máquinas disponíveis em um ambiente de nuvem, focando no desempenho do processamento, utilizando-se de estratégias de balanceamento de carga de dados e paralelismo de atividades no fluxo de execução do software. O objetivo é atender a demanda sazonal dentro de um limite padrão de tempo definido pela empresa, controlando os custos operacionais com a utilização de serviços de nuvem na camada de IaaS.
Granularity load scheduling auto-tuning for multi-core processors applied to reverse-time migration
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-01-14) Fernandes, João Batista; Souza, Samuel Xavier de; Barros, Tiago Tavares Leite; ; ; ; Nascimento, Hugo Alexandre Dantas do; ; Martins, Idalmis Milian Sardina;
Migração reversa no tempo (RTM do inglês - reverse-time migration) é um algoritmo amplamente usado na indústria de petróleo e gás para processar dados sísmicos. O processamento do RTM é uma tarefa computacionalmente intensiva que se adapta bem a computadores paralelos. Por ser massivo e regular, esse tipo de tarefa geralmente é distribuído igual e estaticamente entre os processadores paralelos disponíveis. No entanto, essa estratégia pode frequentemente não ser ótima. Quando os processadores são heterogêneos, e mesmo quando a maioria tem poder de processamento semelhante, muitos deles ainda precisam esperar ociosamente pelos processadores mais lentos. Nesta pesquisa, mostramos que mesmo entre núcleos homogêneos pode haver desequilíbrio de carga e afetar consideravelmente o desempenho geral de uma aplicação 3D RTM. Mostramos que a distribuição dinâmica de carga tem uma vantagem significativa sobre a distribuição estática convencional, e outras distribuições padrões do OpenMP, auto e guiado. No entanto, a granularidade do trabalho que é dividido e distribuído dinamicamente desempenha um papel fundamental na obtenção dessa vantagem. Para encontrar a granularidade ideal, propomos uma estratégia de autoajuste baseado em recozimento simulado acoplado (CSA do inglês - coupled simulated annealing) que ajusta a quantidade de interações dos laços paralelos que o OpenMP atribue dinamicamente às threads durante a inicialização de um aplicativo 3D RTM. Experimentos realizados em sistemas computacionais com diferentes especificações de processador e quantidade de memória para diferentes tamanhos de entrada mostram que o método proposto é consistentemente mais rápido do que os escalonadores padrões do OpenMP.
Integra: uma solução para integração de sistemas de HelpDesk com sistemas de Issue Tracking em ambientes heterogêneos
(2016-08-10) Ribeiro, Eduardo Lima; Martins, Idalmis Milian Sardina; Lopes, Frederico Araújo da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/9177823996895375; ; ; http://lattes.cnpq.br/3257906914445098; Kulesza, Uira; ; http://lattes.cnpq.br/0189095897739979; Maciel, Cristiano;
Independente da área de atuação e devido às necessidades de negóciodado o ritmo das inovações, organizações públicas e privadas vêm seadaptando constantemente às mudanças tecnológicas, seja com asmelhores práticas de mercado ou com a atualização de suas tecnologias.Estas mudanças frequentes muitas vezes acabam criando na empresa umambiente bastante heterogêneo, onde os sistemas envolvidos no negócioe que foram desenvolvidos em diversas plataformas (por exemplo,linguagem de programação e/ou banco de dados) operam de maneiraisolada. Em situações como esta, a empresa precisa adotar estratégiaspara prover a interoperabilidade entre seus sistemas e assim garantiruma devida comunicação, visando propiciar o intercâmbio de informaçõesentre os departamentos e a integração das regras do negócio. Oobjetivo central deste trabalho foi propor e desenvolver estratégiasque permitam a integração de sistemas nestes ambientes heterogêneos,independente da plataforma e linguagem de desenvolvimento dossistemas. Com o objetivo de resolver os problemas atuais decomunicação e performance entre os diferentes sistemas de informaçãona Secretaria de Ensino a Distância (SEDIS) da Universidade Federal doRio Grande do Norte (UFRN), foi desenvolvido um middleware denominadoINTEGRA, concebido em uma arquitetura orientada a serviços. A propostafoi criada para a SEDIS, entretanto pode ser estendida a outrasinstituições públicas de ensino superior. Uma das vantagens daarquitetura proposta é a de proporcionar a adição de novos sistemassem causar fortes impactos de adaptações e mudanças, garantindo amanutenibilidade geral do software. O middleware comunica diferentessistemas help desk e issue tracking oferecendo uma gama de serviçosmediante um protocolo de comunicação que padroniza a troca e oroteamento das mensagens. Através da estratégia proposta como mostra oestudo de caso, foi possível chegar a um equilíbrio entre o princípiodo desacoplamento e o princípio da distribuição de responsabilidade demaneira uniforme, garantindo assim um baixo acoplamento e uma altacoesão, princípios desejáveis na engenharia de software.
Perfilagem e desenvolvimento de um escalonador centralizado para o método de inversão da forma de onda completa
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-03) Costa, João Victor; Souza, Samuel; Tiago Tavares Leite Barros; Barros, Tiago Tavares Leite; Martins, Idalmis Milian Sardina
Uma das principais etapas da perfuração de um poço de petróleo é a prospecção. É nela que é feito, por exemplo, o tratamento de dados sísmicos para o estudo das características do solo. Dentre inúmeros métodos e algoritmos utilizados durante as diferentes etapas de tratamento de um dado sísmico, a Inversão da Forma de Onda Completa vem ganhando bastante atenção, visto que é um algorítimo eficiente para a obtenção de bons resultados em geologias complexas. O presente trabalho busca otimizar um código FWI já implementado de forma paralela, utilizando Message Passing Interface (MPI), para sistemas computacionais com memória distribuída, o qual possui escalonamento de tarefas entre processos diferentes do tipo mestre-escravo. Por fim, foram feitas análises para a medição do desempenho entre o código original e o modificado.
Smartbuffet: uma plataforma de hardware e software para monitoramento em tempo real de alimentos em restaurantes selfservice usando Internet das Coisas
(2019-08-22) Batista, Isaac Danilo Santos; Dantas, Rummenigge Rudson; Martins, Idalmis Milian Sardina; ; ; ; Lopes, Frederico Araújo da Silva; ; Aroca, Rafael Vidal;
Os restaurantes self-service são empresas que vem enfrentando desafios para adaptar-se uma nova realidade de negócio que, exige menos desperdício de alimentos, controle de informações nutricionais e gestão eficiente. Estima-se que em países ricos há desperdício próximo a 222 milhões de toneladas de alimentos. No Brasil, a ANVISA exige que restaurantes tenham o acompanhamento de nutricionistas para controlar a temperatura e conformidade dos alimentos. Para que os restaurantes consigam tanto evitar o desperdício de alimentos quanto trabalhar dentro das normas regulamentadoras, é necessário uma gestão eficiente que possa otimizar os processos internos a tomada de decisões mais precisas. Diante desta problemática, o objetivo deste trabalho foi criar uma plataforma de hardware e software para monitoramento de alimentos expostos em um buffet de restaurante visando aprimorar seus processos de negócios internos e consequentemente minimizar o desperdício de alimentos, melhorar o controle de informações nutricionais e otimizar sua gestão. O sistema é capaz monitorar dados do comportamento de cubas de um buf et em tempo real. Tais dados são mostrados em setores do restaurante como cozinha, nutrição e gerência, em tempo real através de dashboards. O software e hardware foram criados utilizando os recursos da Internet das Coisas (IoT), Indústria 4.0 e Programação Web. Ferramentas como Node-Red, Node.js, Arduino IDE, entre outras, compuseram o arcabouço de tecnologias utilizadas para desenvolver este trabalho. Como resultados o projeto possui um sistema web e a sua implantação; o protótipo e a criação de um hardware para cuba; o código-fonte e documentação da ferramenta; os resultados dos dados capturados pelo SmartBuffet em execução; os resultados dos testes de usabilidade e satisfação do usuário, e por fim, um pedido de patente, o registro da marca SmartBuffet e um registro de software.

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