Flexible Management on BSP Process Rescheduling: Offering Migration at Middleware and Application Levels

This article describes the rationales for developing jMigBSP - a Java programming library that offers object rescheduling. It was designed to work on grid computing environments and offers an interface that follows the BSP (Bulk Synchronous Parallel) style. jMigBSP’s main contribution focuses on the rescheduling facility in two different ways: (i) by using migration directives on the application coded irectly and (ii) through automatic load balancing at middleware level. Especially, this second idea is feasible thanks to the Java’s inheritance feature, in which transforms a simple jMigBSP application in amigratable one only by changing a single line of code. In addition, the presented library makes the object interaction easier by providing one-sided message passing directives and hides network latency through asynchronous communications. Finally, we developed three BSP applications: (i) Prefix Sum; (ii) Fractal Image Compression (FIC) and; (iii) Fast Fourier Transform (FFT).They show our library as viable solution to offer load balancing on BSP applications. Specially, the FIC results present gains up to 37% when applying migration directives inside the code. Finally, the FFT tests emphasize strength of jMigBSP. In this situation, it outperforms a native library denoted BSPlib when migration facilities take place.Keywords: Bulk Synchronous Parallel, rescheduling, Java, adaptation, object migration, grid computing

P2P-role: uma arquitetura de controle de acesso baseada em papéis para sistemas colaborativos peer-to-peer

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação.Os sistemas Peer-to-Peer apresentam uma forma de computação distribuída onde cada participante atua como cliente e servidor de recursos. Entre os principais desafios existentes nesse tipo de computação, estão o desenvolvimento de técnicas para incentivar a colaboração entre os usuários e a proteção dos elementos e informações localizados no ambiente Peer-to-Peer. Este documento define uma arquitetura de controle de acesso baseada em papes específica para as redes Peer-to-Peer e busca, assim, contribuir para a construção de sistemas colaborativos mais robustos e seguros. Também são exploradas as relações entre o controle de acesso e as técnicas utilizadas para estimular a cooperação entre os integrantes da rede Peer-to-Peer. Pretende-se, dessa forma, que a arquitetura de controle de acesso definida também auxilie para minimizar a quantidade de nós que não colaboram com rede e que apenas sugam seus recursos. O protótipo implementado baseia-se nas tecnologias JXTA e P2PSockets e provê meios para que cada nó da rede P2P gerencia a política de segurança de seus recursos

Elasticidade em cloud computing: conceito, estado da arte e novos desafios

A elasticidade é sem dúvida uma das características mais marcantes da computação em nuvem, sendo um diferencial desse tipo de sistema distribuído em relação a outros como grades computacionais e peer-to-peer. Com base nos paradigmas de computação sobre demanda e pague-pelo-que-use, é possível dinamicamente aumentar ou diminuir instâncias de máquinas virtuais e/ou nós de computação, bem como aplicar reconfigurações de percentagem de CPU, memória e largura de banda de rede relativos a um serviço em nuvem. Além dos evidentes benefícios de custo e desempenho para o usuário, o provedor da nuvem também tem a vantagem de oferecer um melhor uso dos recursos perante seus usuários. Nesse contexto, esse artigo apresenta o estado-da-arte na área de elasticidade em nuvem, enfatizando desde a abordagem padrão que usa transações Web até iniciativas para a computação de alto desempenho. Ainda, o artigo discute sobre métricas para ativação da elasticidade, o seu nível de atuação (SaaS, PaaS ou IaaS), bem como a interface de uso (sem intervenção do usuário, linha de comando, ferramenta gráfica ou diretivas de programação). Para fins de experimentação, um estudo de caso do emprego da elasticidade em aplicações de alto desempenho sobre o middleware OpenNebula é apresentado e discutido. Por fim, o artigo aponta os desafios na área e oportunidades de pesquisa, tanto no cunho das nuvens privadas quanto públicas

Explorando o paradigma Publish/Subscribe e a elasticidade em níveis aplicados ao procedimento de Telemedicina

Imagens médicas são usadas diariamente para apoio ao diagnóstico em diferentes áreas da Radiologia no mundo todo. No entanto, há uma grande necessidade de que essas imagens sejam analisadas por diferentes especialistas e discutidas de forma ampla na busca do melhor tratamento para cada patologia. Em ambientes clínicos transmitir essas imagens em tempo hábil é um problema sem solução espontânea. A indisponibilidade de dados em tempo real para a avaliação médica especializada impacta diretamente no sucesso terapêutico. O modelo de computação em nuvem tem as características necessárias para garantir que estas imagens possam estar ao alcance de profissionais aptos a oferecer o melhor atendimento. O presente artigo apresenta o modelo PS2DICOM que estabelece comunicação em redes hospitalares e utiliza o paradigma Publicar/Assinar em dois níveis de escalabilidade. O modelo PS2DICOM é um middleware que atua na camada IaaS (\Infrastructure as a Service), apoiando as tarefas de transmissão e armazenamento de arquivos dentro do padrão DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). O sistema oferece ainda compactação dos dados de forma adaptativa à largura de banda disponível. A pesquisa contribui ao apresentar uma arquitetura eficaz para otimizar tarefas de rede, capaz de ser adotada como solução ao desenvolver aplicações voltadas para redes hospitalares. A arquitetura foi testada utilizando um protótipo com módulos distintos, desenvolvidos para cada serviço específico oferecido e mostrou-se eficiente como solução para os problemas em questão

CityHealth: otimizando a gestão hospitalar em cidades inteligentes através da técnica de elasticidade e análise de sinais vitais

As cidades inteligentes podem melhorar a qualidade de vida dos cidadãos, otimizando a utilização dos recursos. Em um ambiente conectado, a saúde das pessoas pode ser monitorada em tempo real para detectar situações que exijam suporte médico. No entanto, hospitais superlotados podem levar a longos tempos de espera para os pacientes receberem tratamento. A pandemia de COVID-19 agravou o problema da superlotação hospitalar. Neste contexto, propomos o modelo CityHealth, baseado no conceito de elasticidade em Cloud Computing, onde é possível adicionar, migrar ou remover recursos humanos de acordo com a necessidade. Ele monitora o uso dos ambientes de saúde e adapta a capacidade de atendimento de acordo com a demanda. Através de uma abordagem preditiva, o CityHealth antecipa a sobrecarga de ambientes de  saúde propõe ações para movimentção dos recursos humanos e otimizar o atendimento. Utilizando dados de uma policlínica como base para emulção de uma cidade inteligente com dois hospitais resultou em redução de até  95,6% no tempo de espera

On revisiting vital signs IoT sensors for COVID-19 and long COVID-19 monitoring: a condensed updated review and future directions

Background: Although the world has been facing the COVID-19 pandemic for over a year, we understand that there are still some challenges in using Internet of Things (IoT) devices as allies in this fight. Among the main difficulties, we can mention the selection of appropriate devices and the correct measurement and subsequent analysis of previously obtained vital signs.  Methods: In this context, we present a condensed compilation of IoT devices to monitor the vital signs often used to monitor COVID-19. We focus on easy-to-use devices currently available on the market to the general user. Also, the presented analysis is helpful for long COVID-19 monitoring, which is particularly useful to governments and hospitals to analyze eventual sequels on those citizens who tested positive beforehand. Results: The review resulted in 148 heterogeneous devices offering different capabilities. Our first contribution resides in detailing several aspects of each IoT device, indicating which are the most suitable for particular use-case situations. Moreover, our article introduces some challenges and insights into assembling a smart city composed of IoT devices. Conclusion: Here, technological trends such as Serverless computing, homomorphic cryptography, Federated Learning, Elixir programming language, Web Assembly, and vertical elasticity are discussed towards enabling vital sign-driven data capturing and processing. Although there are several IoT devices for health monitoring, there is still work to standardize data formats and APIs for data extraction

MODELOS DE NEGÓCIO PARA PRODUTOS E SERVIÇOS BASEADOS EM INTERNET DAS COISAS: UMA REVISÃO DA LITERATURA E OPORTUNIDADES DE PESQUISAS FUTURAS

Uma nova geração de computação ubíqua, também conhecida como Internet das Coisas ou Internet of Things (IoT), representa uma oportunidade, mas também um desafio, para empresas em diversos segmentos da indústria. Com IoT, produtos da era industrial, incluindo carros, telefones, televisões, geladeiras, câmeras e até mesmo livros, podem ter capacidade digital embutida, oferecer novas funções, taxas de desempenho e preços acessíveis, que transformam seu design, produção, distribuição e uso. Este artigo revisa a literatura de Sistemas de Informação (Information Systems) e de Gestão Estratégica (Strategic Management), verifica quais são os componentes de um modelo de negócio para produtos/serviços que envolvem IoT; além disso, busca identificar as barreiras e os facilitadores que podem ajudar as empresas a redefinir seus modelos de negócio para aproveitar as oportunidades da IoT. O método usado para a construção do artigo foi o de revisão sistemática e crítica da literatura. Como resultados, cita-se a identificação de elementos a serem considerados na elaboração de modelos de negócios para serviços e produtos baseados em IoT, assim como a identificação de possíveis facilitadores e barreiras, bem como proposições para pesquisas futuras sobre o tema. O artigo busca fornecer, a acadêmicos e profissionais, uma referência e insights sobre como definir modelos de negócio para IoT de forma estruturada e tangível e analisa os principais aspectos que precisam ser considerados quando forem planejadas as inovações para esse contexto digital