Montage: a grid portal and software toolkit for science-grade astronomical image mosaicking

Montage is a portable software toolkit for constructing custom, science-grade mosaics by composing multiple astronomical images. The mosaics constructed by Montage preserve the astrometry (position) and photometry (intensity) of the sources in the input images. The mosaic to be constructed is specified by the user in terms of a set of parameters, including dataset and wavelength to be used, location and size on the sky, coordinate system and projection, and spatial sampling rate. Many astronomical datasets are massive, and are stored in distributed archives that are, in most cases, remote with respect to the available computational resources. Montage can be run on both single- and multi-processor computers, including clusters and grids. Standard grid tools are used to run Montage in the case where the data or computers used to construct a mosaic are located remotely on the Internet. This paper describes the architecture, algorithms, and usage of Montage as both a software toolkit and as a grid portal. Timing results are provided to show how Montage performance scales with number of processors on a cluster computer. In addition, we compare the performance of two methods of running Montage in parallel on a grid.Comment: 16 pages, 11 figure

GRIDCC: Real-time workflow system

The Grid is a concept which allows the sharing of resources between distributed communities, allowing each to progress towards potentially different goals. As adoption of the Grid increases so are the activities that people wish to conduct through it. The GRIDCC project is a European Union funded project addressing the issues of integrating instruments into the Grid. This increases the requirement of workflows and Quality of Service upon these workflows as many of these instruments have real-time requirements. In this paper we present the workflow management service within the GRIDCC project which is tasked with optimising the workflows and ensuring that they meet the pre-defined QoS requirements specified upon them

A Taxonomy of Workflow Management Systems for Grid Computing

With the advent of Grid and application technologies, scientists and engineers are building more and more complex applications to manage and process large data sets, and execute scientific experiments on distributed resources. Such application scenarios require means for composing and executing complex workflows. Therefore, many efforts have been made towards the development of workflow management systems for Grid computing. In this paper, we propose a taxonomy that characterizes and classifies various approaches for building and executing workflows on Grids. We also survey several representative Grid workflow systems developed by various projects world-wide to demonstrate the comprehensiveness of the taxonomy. The taxonomy not only highlights the design and engineering similarities and differences of state-of-the-art in Grid workflow systems, but also identifies the areas that need further research.Comment: 29 pages, 15 figure

From data to applications in the Internet of Things

Con la crescita in complessità delle infrastrutture IT e la pervasività degli scenari di Internet of Things (IoT) emerge il bisogno di nuovi modelli computazionali basati su entità autonome capaci di portare a termine obiettivi di alto livello interagendo tra loro grazie al supporto di infrastrutture come il Fog Computing, per la vicinanza alle sorgenti dei dati, e del Cloud Computing per offrire servizi analitici complessi di back-end in grado di fornire risultati per milioni di utenti. Questi nuovi scenarii portano a ripensare il modo in cui il software viene progettato e sviluppato in una prospettiva agile. Le attività dei team di sviluppatori (Dev) dovrebbero essere strettamente legate alle attività dei team che supportano il Cloud (Ops) secondo nuove metodologie oggi note come DevOps. Tuttavia, data la mancanza di astrazioni adeguata a livello di linguaggio di programmazione, gli sviluppatori IoT sono spesso indotti a seguire approcci di sviluppo bottom-up che spesso risulta non adeguato ad affrontare la compessità delle applicazione del settore e l'eterogeneità dei compomenti software che le formano. Poichè le applicazioni monolitiche del passato appaiono difficilmente scalabili e gestibili in un ambiente Cloud con molteplici utenti, molti ritengono necessaria l'adozione di un nuovo stile architetturale, in cui un'applicazione dovrebbe essere vista come una composizione di micro-servizi, ciascuno dedicato a uno specifica funzionalità applicativa e ciascuno sotto la responsabilità di un piccolo team di sviluppatori, dall'analisi del problema al deployment e al management. Poichè al momento non si è ancora giunti a una definizione univoca e condivisa dei microservices e di altri concetti che emergono da IoT e dal Cloud, nè tantomento alla definzione di linguaggi sepcializzati per questo settore, la definzione di metamodelli custom associati alla produzione automatica del software di raccordo con le infrastrutture potrebbe aiutare un team di sviluppo ad elevare il livello di astrazione, incapsulando in una software factory aziendale i dettagli implementativi. Grazie a sistemi di produzione del sofware basati sul Model Driven Software Development (MDSD), l'approccio top-down attualmente carente può essere recuperato, permettendo di focalizzare l'attenzione sulla business logic delle applicazioni. Nella tesi viene mostrato un esempio di questo possibile approccio, partendo dall'idea che un'applicazione IoT sia in primo luogo un sistema software distribuito in cui l'interazione tra componenti attivi (modellati come attori) gioca un ruolo fondamentale

Firmware design of a portable medical device to measure the quadriceps muscle group after a total knee arthroplasty by EMG, LBIA and clinical score methods

El objetivo de este proyecto es el diseño del firmware de un dispositivo médico portátil para mediciones de EMG y LBIA, que se utilizará para la evaluación de pacientes de artroplastia total de rodilla, para estudiar la progresión de diferentes prótesis de rodilla (Medial-Pivot y Ultra-Congruente). En la tesis, se expone el conocimiento actual de los estudios y aplicaciones de EMG y LBIA, junto con los dispositivos comerciales utilizados actualmente. Además, se han estudiado e implementado las diferentes técnicas de filtrado y procesamiento digital para señales de EMG y LBIAs. Adicionalmente, se ha realizado un estudio estadístico preliminar con datos LBIA de 12 pacientes de artroplastia total de rodilla. El diseño del firmware de esta tesis incluye: los procesos de adquisición de datos con el uso de diferentes ADCs (Conversor Analógico a Digital) (de la propia placa y externos, utilizando la interfaz SPI) y un DAC (Conversor Digital a Analógico), el correspondiente procesamiento de la señal y la extracción de sus características, la comunicación con un dispositivo externo utilizando un módulo BLE externo con interfaz UART, el proceso de encriptación de los datos médicos, la funcionalidad de manejo de errores y la aproximación del nivel de batería. En esta tesis, todos los flujos de trabajo de los procesos se exponen y explican mediante diagramas de flujo, mientras que se justifica cada cálculo y configuración. Además, todo el código correspondiente se ha programado en lenguaje C y se expone en los anexos. También se ha revisado la normativa aplicable y se ha analizado tanto el impacto ambiental como el coste económico del producto. Por último, se proponen mejoras para futuros trabajos.The aim of this project is the firmware design for a portable medical device for EMG and LBIA measurements which will be used for the assessment of total knee arthroplasty patients to study the progression of different knee prostheses (Medial-Pivot and Ultra-Congruent). For its realization, the state of the art of the EMG and LBIA studies and applications are exposed, along with the currently used medical devices. In addition, the different digital filtering and processing techniques for these studies have been studied and implemented. Furthermore, a preliminary statistical study has been performed with LBIA data from 12 patients with total knee arthroplasty. The firmware design of this thesis includes: the acquiring data processes with the use of different ADCs (from the actual board and external, using the SPI interface) and a DAC, the corresponding signal processing and feature abstraction, the communication with an external device using an external BLE module with UART interface, the medical data encrypting process, the error handling functionality, and the battery level approximation. In this work, all the process workflows are exposed and explained using flowcharts, while every calculation and configuration is justified. In addition, all the corresponding code has been programmed using C language and exposed in the Annexes. Moreover, the applicable regulation has been reviewed, and both the environmental impact and economic cost of the product have been analyzed. Finally, improvements are proposed for future work.L'objectiu d'aquest projecte és el disseny del microprogramari d'un dispositiu mèdic portàtil per a mesures d'EMG i LBIA. L’aparell mèdic s'utilitzarà per a l'avaluació de pacients d'artroplàstia total de genoll per estudiar la progressió de dues pròtesis de genoll (Medial-Pivot i Ultra- Congruent). En el treball, s'exposa el coneixement actual dels estudis i aplicacions d'EMG i LBIA, juntament amb els dispositius comercials utilitzats actualment. A més, s'han estudiat i implementat les diferents tècniques de filtrat i processament digital dels senyals de EMG i LBIA. Addicionalment, s'ha fet un estudi estadístic preliminar amb dades de LBIA de 12 pacients amb artroplàstia total de genoll. El disseny del microprogramari d'aquesta tesi inclou: els processos d'adquisició de dades fent ús de diferents ADCs (de la pròpia placa i externs, utilitzant la interfície SPI) i un DAC, el processament dels senyals i l'abstracció de les seves característiques, la comunicació amb un dispositiu extern utilitzant un mòdul BLE extern amb interfície UART, el procés d'encriptació de les dades mèdiques, la funcionalitat de l’avaluació d'errors i l'aproximació del nivell de bateria. En aquest treball, totes les funcionalitats del dispositiu s'exposen i s'expliquen mitjançant diagrames de flux i es justifiquen els càlculs i configuracions corresponents. Tot el codi desenvolupat s'ha programat en llenguatge C i s'exposa als annexos. A més, s'ha revisat la normativa aplicable i s'ha analitzat tant l'impacte ambiental com el cost econòmic de l’aparell. Finalment, es proposen millores per a futurs desenvolupaments