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Resumo
● O que são laboratórios virtuais e para que servem?● Por que implementar laboratórios virtuais?● Visita técnica à Johns Hopkins University.● O NVO (US National Virtual Observatory).● Considerações sobre arquiteturas para (pequenos)
laboratórios virtuais.
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Laboratórios Virtuais
● Definição bem genérica:Um ambiente eletrônico para colaboração e experimentação à distância; em pesquisa ou em outras atividades criativas; para produzir resultados usando informações distribuídas e tecnologias de comunicação (adaptado do Report of the Expert Meeting on Virtual Laboratories; http://virtuallab.tu-freiberg.de/).
● São extensões de laboratórios reais!
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Laboratórios Virtuais: Motivação
● Desafios grandes demais para um único laboratório/instituição.
● Expertise distribuída entre instituições.● Expertise ou objetivos específicos para
instituições/regiões/países.● Compartilhamento de recursos caros ou complexos.● Acesso virtual a dados e operações.
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Laboratórios Virtuais: Taxonomia
● Comunicação pessoa-a-pessoa (ou pessoa-a-repositório):
Tipos de comunicação pessoa-a-pessoa (fonte: Report of the Expert Meeting on Virtual Laboratories)
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Laboratórios Virtuais: Taxonomia
● Comunicação pessoa-a-equipamento (pessoa-a-experimento): – Teleoperação de equipamentos (ex. dispositivos de
medição, robôs).– Feedback pode ser imediato e/ou posterior.– Qualidade do serviço de comunicação é essencial!
● Variante: teleprogramação (assíncrona).
● Laboratório Virtual para Simulação: permite execução local, simulada de experimentos (educação).
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Laboratórios Virtuais: Taxonomia
● Comunicação pessoa-a-metamáquina: – Grandes bases de dados (possivelmente distribuídas).– Algoritmos de transformação.– Grande poder computacional.– (Idealmente) acesso através de poucas interfaces.– Exemplo clássico: Observatórios Virtuais.
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Exemplos (Pessoa-a-repositório): SDSS
● Sloan Digital Sky Survey (SDSS)/SkyServer
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Exemplos (Teleoperação): SOAR
● SOAR (SOuthern Astrophysical Research) Telescope:– Parceria entre o MCT (LNA) e universidades americanas.– Um comitê científico, três comitês de alocação de tempo.– Cientistas podem solicitar tempo de observação através
de propostas (que devem incluir dados sobre a observação).
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Exemplos (Simulações)
Virtual Scanning Electron Microscope NASA, University of Illinoishttp://learn.arc.nasa.gov/vlab/index.html
Engineering Virtual LaboratoryJohns Hopkins University,http://www.jhu.edu/~virtlab/ virtual-laboratory/
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Exemplos (Simulações)
Learn GeneticsUniversity of Utahhttp://learn.genetics.utah.edu/ units/biotech/
The Chemistry CollectiveMantido pela NSFhttp://www.chemcollective.org/
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Exemplos (Metamáquinas): NCBI
● NCBI (National Center for Biotechnology Information):
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
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Exemplos (Metamáquinas): NCBI
● BLAST:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
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Exemplos (Metamáquinas): NCBI
● BLAST:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
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Exemplos (Metamáquinas): NCBI
● Outras ferramentas:– PubMed – MyNCBI– Bases de dados (seqüências, muitos gigabytes!).– Ferramentas stand-alone e integradas ao navegador para
visualização, busca de alinhamentos, etc.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● NVO (US National Virtual Observatory)
http://www.us-vo.org/
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● Registry: catálogo de metadados.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● Registry: catálogo de metadados.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● Registry: catálogo de metadados.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● Registry: – Somente catálogo de recursos (SIAP, SSAP, Cone
Searches, TabularSkyService, etc.)
– Não existe medida de QoS!– Nem todos os serviços estão normalizados...
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● DataScope: ferramenta unificada de busca por imagens.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● DataScope: ferramenta unificada de busca por imagens.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● DataScope: ferramenta unificada de busca por imagens.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● OpenSkyQuery: cross-matching de catálogos.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● OpenSkyQuery: cross-matching de catálogos.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● OpenSkyQuery: cross-matching de catálogos.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● OpenSkyQuery: cross-matching de catálogos.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● Montage: Mosaicos de várias imagens.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● Montage: Mosaicos de várias imagens.
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Exemplos (Metamáquinas): NVO
● Montage: Mosaicos de várias imagens.
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Ferramentas do NVO
● Spectrum Services: busca em bancos de dados espectrais.● Web Enabled Source Identification with Cross-Matching
(WESIX): extração de objetos em imagens e cross-matching.● VOPlot/TOPCAT: Análise e visualização de VOTables.● NESSSI Web Services: execução de serviços (assínctronos)
em Grid.● Outros.
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Ferramentas do NVO
● Existem APIs para uso e extensão de serviços de Vos.● Programadores podem criar seus próprios consumidores de
dados.● Provedores de dados podem se registrar no Registry.● Infelizmente algumas APIs são confusas ou inconsistentes
(ou ambos!)● http://www.voservices.org/
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Visita Técnica à JHU
● Visita técnica à Johns Hopkins University, em Baltimore, Maryland, entre Junho e Dezembro de 2007.– Colaboração no desenvolvimento de ferramentas para
divulgação de dados astronômicos.– Entender melhor a estrutura (arquitetura, design, etc.) do
NVO.
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Visita Técnica à JHU
● A equipe da JHU trabalha em várias frentes (SDSS, Galaxy Zoo).
● Trabalha também com divulgação para diversos segmentos da comunidade (em especial estudantes/professores).
● Uma das áreas de atuação ferramentas para outreach: Simple tools for simple tasks.
● Colaboração com I. Fernandes do LNA/MCT.● Levantamento do que a comunidade espera dos VOs.
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Visita Técnica à JHU
● Objetivo: ferramentas para disponibilizar imagens e outros dados de forma transparente (DataScope).
● Primeira versão do PocketVO (2006):
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Visita Técnica à JHU
● Segunda versão: servidor dedicado, cliente em HTML/CSS, uso de AJAX.
● Terceira versão: servidor dedicado, cliente applet.
PocketVO Client PocketVO Server VO Services
Sesame
SkyView
SDSSSynchronousAsynchronous
Cache andConcierge
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Visita Técnica à JHU
● Terceira versão: servidor dedicado, cliente applet.
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Visita Técnica à JHU
● Quarta versão: cliente independente.
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Visita Técnica à JHU
● Quinta versão: PocketVO Toolkit.● Contém:
– PocketVO como applet independente e como aplicação independente.
– Componentes gráficos para visualização/LUT/composição.– Clientes de web services.– Exemplos de integração dos clientes, GUI, etc.
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Laboratórios Virtuais: Iniciativas
● Modelo e protótipo com distribuição diferente de tarefas:Dados
Algoritmos
● Onde ficam dados, parâmetros, processamento e algoritmos?
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Laboratórios Virtuais: Possíveis Atividades
● Clima Espacial● BRAVO● Processamento de Imagens● Mineração de Dados● Parcerias com outros institutos (SOAR-VO, JHU)
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Laboratórios Virtuais: Considerações
● Interatividade depende do objetivo (equipamento, metamáquina, etc.)– Que informações devem ser enviadas
síncrona/assincronamente? – Quais são as políticas e restrições de acesso?
● Não é “só fazer uma pagininha...” nem só sair programando.– É preciso um conhecimento adequado de técnicas
computacionais.– Sistemas não são só máquinas!
● QoS?