Experiência e evolução do mestrado ao pós-doutorado e temas de … · 2013-04-23 · Cloud...

Cloud computing e pos-graduacao

Experiencia e evolucao do mestrado ao pos-doutorado etemas de pesquisa

Luiz Fernando [email protected]

1Instituto de Computacao - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

Luiz F. Bittencourt () Cloud computing e pos-graduacao EADCA – 18-19/abr/2013 1 / 57


Agenda

Agenda

1 Introducao

2 Instituto de Computacao

3 Mestrado

4 Doutorado

5 Doutorado sanduıche

6 Pos-doutorado

7 Temas de pesquisa

8 Conclusao



Introducao

Objetivos

Apresentacao – IC/LRC.

Visao geral do progresso da pesquisa.

Iniciacao cientıfica → mestrado → doutorado → pos-doutorado.

Minha visao atual dos meus Erros / Acertos durante a pos.

Topicos de pesquisa.



Introducao

Historico

2000-2003 – Graduacao: Ciencia da Computacao – DInf - UFPR.

2004-2006 – Mestrado: Ciencia da Computacao – IC/UNICAMP.

2006-2010 – Doutorado: Ciencia da Computacao – IC/UNICAMP.

2010-2012 – Pos-doutorado: Ciencia da Computacao – IC/UNICAMP.

2012-2046+ – Professor no IC/UNICAMP.



Instituto de Computacao


Pos: ∼ 44 professores(+ colaboradores).

Formados:∼ 687 mestres∼ 137 doutores

Atualmente:∼ 150 de mestrado∼ 130 de doutorado∼ 13 pos-docs.





Teoria da Computacao

Algoritmos e otimizacao.Bioinformatica / biologia computacional.Grafos e combinatoria.

Engenharia da Informacao

Computacao visual.Inteligencia artificial.Sistemas de informacao.

Sistemas de Computacao

Projeto de sistemas de computacao.Seguranca e criptografia aplicada.Redes de Computadores.Sistemas Distribuıdos.




Laboratorio de Redes de Computadores - LRC.





13 alunos de mestrado.

10 alunos de doutorado.




LRC - Areas de pesquisa.

Grades e nuvens.

Servicos de vıdeo.

Mobilidade.

Internet do futuro.

Governanca eletronica.

Redes opticas.

Redes sem fio.

Protocolos de internet.

Modelagem e controle de trafego.

Gerencia de redes.

Middleware.




Academia

Depois de formado, por que escolher a academia?




Academia

Depois de formado, por que escolher a academia?

Flexibilidade de horario?Nao ter chefe?Nao conseguirei emprego em empresas?Ficar rico?Trabalhar com o que quiser?Porque assim voce nao trabalha, so estuda?Estabilidade com a bolsa?Estabilidade com o emprego no futuro?Porque gosta?Para ser chamado de doutor?



Mestrado

Mestrado

Outra universidade.

Orientador.

Outro tema.

Disciplinas genericas.

Disciplinas especıficas.

Nao pedir bolsa FAPESP.

2 anos.

Publicacao nacional.

Publicacao internacional.

Periodico.

Trabalho individualizado.

Formalismo.

PED.



Mestrado

Mestrado - Organizacao do trabalho

Codigo sob-demanda.

Repositorio / controle de versao (SVN, google code)

Resultados.

Scripts.

Bibliografia (Mendeley, redes sociais – ResearchGate / Academia.edu/ ORCID).



Mestrado

Mestrado - Organizacao do tempo

Graficos versus dados brutos.

Orientado a deadlines.

10/16 semana de ∼ 6 dias.

Procrastinacao.

Xadrez.



Mestrado

Mestrado - Resultados

Dados complexos.

Graficos simples.

Metodologia.

Simulacao.

Resultados praticos e/ou dados de entrada reais.

Metricas (da bibliografia).

Analise superficial.



Mestrado

Mestrado - Tema

Grades computacionais.

Escalonamento.

Workflow.



Mestrado

Mestrado - Alguns resultados

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

ControladoresComunic. Alta

Sem ControladoresComunic. Alta

ControladoresComunic. Média

Sem ControladoresComunic. Média

ControladoresComunic. Baixa

Sem ControladoresComunic. Baixa

Núm

ero

de m

elho

res

esca

lona

men

tos

Número de melhores escalonamentos

HEFTPCH

CPOPEmpates 1

Empates 2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

ComunicaçãoAlta

ComunicaçãoMédia

ComunicaçãoBaixa

Ove

rhea

d

Overheads

HEFT PCH CPOP



Mestrado

Mestrado - Alguns resultados

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4







SLR

SLRs

HEFT PCH CPOP

0

0.5

1

1.5

2

2.5







Spee

dup

Speedups

HEFT PCH CPOP



Doutorado

Vazao de trabalho



Doutorado

Doutorado

Mesma universidade.

Mesmo orientador.

Mesmo tema.

Disciplinas especıficas.

Pedir bolsa FAPESP.

4 anos.



Doutorado

Doutorado

Periodicos e participacao em conferencias.

Escolha de conferencias e periodicos.

Trabalho colaborativo.

Doutorado sanduıche.

PED.

Colaboracao externa durante todo o doutorado.

Dispersao dos topicos de pesquisa abordados.



Doutorado

Doutorado - Organizacao do trabalho

Codigo sob-demanda.

Repositorio / controle de versao (SVN, google code)

Resultados.

Scripts.

Bibliografia (Mendeley, redes sociais – ResearchGate / Academia.edu/ ORCID).



Doutorado

Doutorado - Organizacao do Tempo



Doutorado

Doutorado - Organizacao do Tempo

Graficos versus dados brutos.

Orientado a deadlines.

10/16 semana de ∼ 6 dias.

Procrastinacao.



Doutorado

Doutorado - Resultados

Dados complexos.

Graficos completos + tabelas.

Metodologia no comeco.

Metodologia no final.

Simulacao.

Resultados praticos e/ou dados de entrada reais.

Metricas.

Escrita da dissertacao.



Doutorado

Doutorado - Tema

Grades computacionais.

Escalonamento.

Workflow.



Doutorado

Exemplos de DAGs

(a) Montage (b) LIGO (c) AIRSN

(d) Chimera-1 (e) Chimera-2



Doutorado

Doutorado - Alguns resultados

0

500

1000

1500

2000

2500

10987654321

Mak

espa

n m

édio

Número de processos (N)

Escalonamento inicial 10 grupos

SeqüencialBusca de espaços

IntercalaAgrupa

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

10987654321M

akes

pan

méd

io

Número de processos (N)

Após execução 10 grupos

SeqüencialBusca de espaços

IntercalaAgrupa



Doutorado


Escalonamento inicial

Numero de grupos

Algoritmo 2 10 25

Sequencial 0,778268 0,881259 0,964416

Busca de espacos 0,800188 0,934998 0,986881

Intercala 0,998989 0,999576 0,999722

Agrupa 0,993800 0,997085 0,999609

Apos a execucao

Numero de grupos

Algoritmo 2 10 25

Sequencial 0,682643 0,790583 0,921262

Busca de espacos 0,703943 0,878235 0,976378

Intercala 0,998656 0,998800 0,999145

Agrupa 0,992068 0,997034 0,999698



Doutorado


1.2

1.4

1.6

1.8

2

2.2

2.4

2.6

2.8

0 5 10 15 20 25

100%

75%

50%

25%

0%

SLR

méd

io

Número de grupos

PropostoProposto MedianaExistentes

Existentes MedianaPropostoProposto Mediana

1.2 1.4 1.6 1.8

2 2.2 2.4 2.6 2.8

0 5 10 15 20 25

Spee

dup

méd

io

Número de grupos

ExistentesExistentes MedianaPropostoProposto Mediana

SLR e speedup medios para δ = 2. (∀ t ∈ V : E (|ζt |) = 2).



Doutorado


980

1000

1020

1040

1060

1080

1100

1120

1140

1160

2.01.00.5

Aver

age

mak

espa

n

CCR

Montage - 2 resources

HEFTLookahead

Lookahed-WavgPriorityChange

PriorityChange-Wavg

600

650

700

750

800

850

2.01.00.5Av

erag

e m

akes

pan

CCR

Montage - 10 resources

HEFTLookahead

Lookahed-WavgPriorityChange

PriorityChange-Wavg



Doutorado


0

200

400

600

800

1000

1200

LIGO(168 tasks)

Chimera2(124 tasks)

AIRSN(53 tasks)

Chimera1(44 tasks)

Montage(25 tasks)

Exec

utio

n tim

e (m

s)HEFT

LookaheadLookahed-Wavg

PriorityChangePriorityChange-Wavg



Doutorado sanduıche

Doutorado Sanduıche



Doutorado sanduıche

Doutorado Sanduıche

Outra visao do problema.

Outra visao de metodologia.

Melhora fluencia de fala/escrita em outra lıngua.

Outra cultura.

Contatos / amizades.

Europa.

10 meses.

Outro sanduıche.

BEPE.

Co-tutela?



Pos-doutorado

Pos-doutoradoPor que fazer pos-doutorado?



Pos-doutorado

Pos-doutorado

Por que fazer pos-doutorado?

vs



Pos-doutorado

Pos-doutorado - vantagens

Ganha experiencia em orientar alunos.

Bolsa ∼ 6k lıquido + reserva tecnica.

BEPE.

Tempo para publicar artigos remanescentes do doutorado e + outros.

Nao tem que defender nada (so os relatorios...).



Pos-doutorado

Pos-doutorado - desvantagens

Maximo 2 anos (+1).

Nao tem 13o.

Voce nao consegue preencher nenhum formulario que pergunte suaprofissao.

... ?



Pos-doutorado

Pos-doutorado

grades → nuvens.

Administracao do tempo, metodologia, simulacao, dados, graficos,metricas, escrita...

Rendimento melhor.

Muito mais acertos que erros. Pronto para orientar com qualidade.



Pos-doutorado

Pos-doutorado

HCOC - Montage DAG - Deadline 2.5

99 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0Uncertainty 10050

105

Intercloud bandwidth (Mbps)

0.07 0.08 0.09

0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16

Cos

t ($)

0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16

0 0.05

0.1 0.15

0.2 0.25

0.3 0.35

5/100/10

10/100/10

50/100/10

50/50/10

50/500/10

50/1000/10

100/100/5

100/100/10

100/100/50

100/100/100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Exec

utio

n Co

st ($

)

# of

sol

utio

ns fo

und

Bandwidth Mbps (Private/Public/PrivateToPublic)

Montage DAG Deadline 2.5

MDP (cost)HCOC (cost)MDP (# of solutions)

HCOC (# of solutions) Private (# of solutions)

Cost ($) − Fork−Join 50 nodes DAG

1st Call ILP Solver

2nd Call Recomputation

6/7 5/7 4/7 3/7 2/7DG / Tmax

1 2

3 4

5 6

7 8

9 10

λ 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Cost ($

)



Pos-doutorado

Gnuplot.info

http://gnuplot.infohttp://gnuplot.sourceforge.net/demo cvs



Temas de pesquisa

Pesquisa

Gerencia e arquitetura de nuvens.

Escalonamento.

Consumo de energia.

Redes veiculares.

Alocacao em redes virtuais.



Temas de pesquisa

Escalonamento

Escalonador → entidade que manipula aplicacoes e atribui cadacomponente a um recurso.

Tempo de execucao da aplicacao e intrınseco ao escalonamentoatribuıdo a ela.

A = {a1, a2, ..., an} ; R = {r1, r2, ..., rm}Objetivo: Construir mapeamento de A em R → NP-Difıcil.



Temas de pesquisa

Escalonamento de Tarefas Dependentes

Escalonamento: como distribuir as tarefas dependentes entre os recursosdisponıveis seguindo uma funcao objetivo?



Temas de pesquisa

Escalonamento

3

1

4

2

96

5

7

10

8

45

6

1000 1700

2900 2800 2000

2500

2500

3000

200

100 200

150

100

190 120

230

230

150

150

400

350

35001 3

2

6200112000

Recursos

Rec. Proc. Banda0 133 ∞ 10 5 51 130 10 ∞ 5 52 118 5 5 ∞ 103 90 5 5 10 ∞

Recurso 0: n1, n2, n5, n7,n8,n10, n11 → 155.5Recurso 1: n4, n6, n9 → 100.5Recurso 2: n3 → 98.8Recurso 3:



Temas de pesquisa

Escalonamento



Temas de pesquisa

Nuvens hıbridas

Aluguel de maquinas virtuais.



Temas de pesquisa

Nuvens hıbridas



Temas de pesquisa

Escalonamento em nuvens hıbridas

Nuvem:

Paga enquanto maquina virtual (VM) esta ativa;Paga para transferir dados (da nuvem para usuario).Paga para armazenar dados.

Como minimizar gasto com a execucao na nuvem?

Abordagens comuns:1 Heurısticas.2 Meta-heurısticas.3 Programacao linear.4 Algoritmos de aproximacao.



Temas de pesquisa

Consumo de energia em datacenters

Como minimizar consumo de energia na alocacao das maquinasvirtuais dentro do datacenter?

Concentrar em determinadas maquinas ate ficarem 100% utilizadas;deixar outras desligadas.

Como manter QoS?

Utilizar controle de frequencia e voltagem.

Migrar VMs para datacenters localizados em lugares mais frios.

Consumo de energia da rede e equipamentos?



Temas de pesquisa

Redes veiculares

Automoveis com dispositivos sem fio moveis (LTE / WiFi).

Aplicacoes moveis: entretenimento, seguranca, conforto.

Usar qual rede para trafegar os dados de cada aplicacao?

Como manter QoS?

Depende de parametros de qualidade e trafego atual nas redes (sinal,atraso, banda disponıvel, colisoes).

Comunicacao entre carros e entre carros e dispositivos instalados nasvias.



Temas de pesquisa

Alocacao de canais em redes virtuais

Provedores fornecem canais de rede para clientes.

Alocacao de redes virtuais para garantir QoS.

Cliente especifica conjunto de requisitos para sua rede.

Como provedor pode alocar um caminho em seus roteadores paraobedecer requisitos do cliente?

Ex. de requisitos: largura de banda mınima, tempo de convergenciade protocolo de roteamento, protocolo de gerencia, atraso maximo,redundancia mınima, confiabilidade.



Temas de pesquisa

Outros temas

Controle automatico de trafego aereo.

Controle automatico de semaforos.



Conclusao

Conclusao

Organize-se.

Perca tempo automatizando tarefas agora e ganhe tempo depois.

Invista em apresentacao dos resultados (por exemplo, graficos commais conteudo).

Pense e estude sua metodologia para melhora-la.

Procure as melhores ferramentas para seus dados (processar e filtrar).

Use dados reais sempre que disponıveis. Confronte com dadossinteticos/aleatorios.

Procrastine com moderacao.



Conclusao

Fim

Perguntas?

Comentarios?

Sugestoes?

Ideias para resolver meus problemas de pesquisa?


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