Výzkumné aktivity Centra CERIT-SC,

Podobné dokumenty
Národní gridová infrastruktura MetaCentrum & související služby pro akademickou obec

CERIT-SC & CzechGlobe

Služby Národní Gridové Infrastruktury MetaCentrum & Centra CERIT-SC

Národní gridová infrastruktura MetaCentrum & související služby pro akademickou obec

Národní gridová infrastruktura MetaCentrum & související služby pro akademickou obec

CERIT-SC. Luděk Matyska, David Antoš, Aleš Křenek

Centrum CERIT-SC Tomáš Rebok

Cloudy a gridy v národní einfrastruktuře

Národní gridová infrastruktura MetaCentrum & související služby pro akademickou obec

MetaCentrum. Martin Kuba CESNET

MetaCentrum. Tomáš Rebok MetaCentrum NGI, CESNET z.s.p.o. CERIT-SC, Masarykova Univerzita Olomouc,

Aktuální stav MetaCentra, novinky

MetaCentrum. Aktuální stav anové služby

Národní gridová infrastruktura MetaCentrum & související služby pro akademickou obec

CERIT SCIENTIFIC CLOUD. Centrum CERIT-SC. Luděk Matyska. Praha, Seminář MetaCentra,

Projekt EGEE / EGI. Jan Kmuníček CESNET. Enabling Grids for E-sciencE. EGEE-III INFSO-RI

Martin Kuba, Daniel Kouřil seminář řešitelů, Žďár n.s. 1

MetaCentrum. Martin Kuba CESNET

Czech National e-infrastructure. Projekt MetaCentrum. Jan Kmuníček CESNET. meta.cesnet.cz

CEITEC a jeho IT požadavky. RNDr. Radka Svobodová Vařeková, Ph.D.

Czech National e-infrastructure. Projekt MetaCentrum. Jan Kmuníček CESNET. meta.cesnet.cz

Služby (nejen) ÚVT MU (nejen) v oblasti výpočtů a práce s daty

METACENTRUM. Miroslav Ruda CESNET. Konference CESNET, Praha

METACENTRUM. Miroslav Ruda CESNET. Seminář MetaCentra, Praha

MetaCentrum. Miroslav Ruda. březen 2017, Brno CESNET

Gridy v České republice. Luděk Matyska Masarykova univerzita v Brně CESNET, z.s.p.o.

MetaCentrum. Miroslav Ruda. listopad 2013 CESNET

Služby e-infrastruktury CESNET

CESNET. Národní e-infrastruktura. Ing. Jan Gruntorád, CSc. ředitel CESNET, z.s.p.o.

Národní e-infrastruktura a její služby

Využití metod strojového učení v bioinformatice David Hoksza

Počítačová chemie. výpočetně náročné simulace chemických a biomolekulárních systémů. Zora Střelcová

Institut teoretické informatiky (ITI) na FI MU

Provozní statistiky centra CERIT-SC

Středoevropský technologický institut

MetaCentrum a e-infrastruktura CESNET

analýzy dat v oboru Matematická biologie

Mechanika s Inventorem

Představení e-infrastruktury CESNET Ing. Jan Gruntorád, CSc. ředitel CESNET, z.s.p.o.

METACentrum Český národní gridovýprojekt. Projekt METACentrum. Jan Kmuníček ÚVT MU & CESNET. meta.cesnet.cz

CESNET, GRIDy a přenosy dat

Mechanika s Inventorem

Moderní systémy pro získávání znalostí z informací a dat

Opensource ve vědě satelitní dálkový průzkum Země

aktivita CESNETu společně MU, UK a ZČU sdružuje výpočetní prostředky

MATEMATICKÁ BIOLOGIE

Národní e-infrastruktura v ČR

CENTRUM VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ ODBORNÝCH ŠKOL

Služby ÚVT pro VaV & IT pro CEITEC. David Antoš

Algoritmy a struktury neuropočítačů ASN - P10. Aplikace UNS v biomedicíně

Rozsáhlé projekty v energetice

Směrem k dlouhodobě udržitelnému gridu. Luděk Matyska

Infor APS (Scheduling) Tomáš Hanáček

Výpočetní zdroje v MetaCentru a jejich využití

Téma doktorských prací pro rok Pavel Novotný

Datová věda (Data Science) akademický navazující magisterský program

Možnosti spolupráce Masarykovy univerzity s aplikační sférou. prof. MUDr. Martin Bareš, Ph.D. prorektor pro rozvoj Masarykovy univerzity

Koncepce rozvoje sdružení CESNET do roku 2015

Výrobní pracoviště budoucnosti

MetaCentrum a náro (nejen matematické) výpočty

CESNET a akademická sféra , Josef Baloun, Systémový inženýr

Abyste mohli dělat věci jinak, musíte je jinak i vidět Paul Allaire

Rozvoj tepla v betonových konstrukcích

Použití EGEE. v dalších vědeckých disciplínách. Jan Kmuníček podpora uživatelů a aplikací. Úvodní seminář EGEE, 26. října

CERIT-SC reloaded. už se všichni těšíme. Seminář gridového počítání,

Analytické metody v motorsportu

Počítačová dynamika tekutin (CFD) - úvod -

PowerOPTI Řízení účinnosti tepelného cyklu

Mycroft Mind. Sdružení průmyslových partnerů FI MU

Standard studijního programu Bioinformatika

Centrum a projekt CERIT-SC

Aktuální stav. Martin Kuba CESNET a ÚVT MU

CHEMICKO-INŽENÝRSKÉ VZDĚLÁVÁNÍ VE STRUKTUROVANÉM STUDIU

Petrov, v. o. s. Masarykova univerzita. Inovace systému pro správu prodejních automatů

Služby e-infrastruktury CESNET. Tomáš Košňar CESNET z. s. p. o.

METACentrum zastřešení českých gridových aktivit

Základy tvorby výpočtového modelu

Aktualizovaná databáze dynamické scintigrafie ledvin

EGI a česká NGI aktuální informace o stavu a plánech. Luděk Matyska CESNET, z.s.p.o. Masarykova universita

Automatická detekce anomálií při geofyzikálním průzkumu. Lenka Kosková Třísková NTI TUL Doktorandský seminář,

VÚTS, a.s. Centrum rozvoje strojírenského výzkumu Liberec.

MetaCentrum. Miroslav Ruda. Skalský Dvůr, Miroslav Ruda (MetaCentrum) MetaCentrum Skalský Dvůr, / 11

OP VVV CERIT-SC v den...

Základní informace o programu

Big Data a oficiální statistika. Unicorn College Open 24. dubna 2015 Doc. Ing. Marie Bohatá, CSc.

SUPERPOČÍTAČOVÉ CENTRUM. Luděk Matyska

ČVUT FEL X36PAA - Problémy a algoritmy. 4. úloha - Experimentální hodnocení algoritmů pro řešení problému batohu

WEB BASED DYNAMIC MODELING BY MEANS OF PHP AND JAVASCRIPT

Obsah. Co je to Field-Map? Field-Map software Popis technologie Field-Map Zdroje

Možnosti podpory spolupráce, výzkumu, vývoje a inovací v OP PIK. Ing. Vojtěch Marek regionální projektový manažer API 27.

APLIKACE SIMULAČNÍHO PROGRAMU ANSYS PRO VÝUKU MIKROELEKTROTECHNICKÝCH TECHNOLOGIÍ

MetaCentrum Aplikace a jejich další podpora

Operační program Výzkum, vývoj a vzdělávání

Návrh výzkumné potřeby státní správy pro zadání veřejné zakázky

CzechInvest Programové období Operační program Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost

Koordinuje: Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. LIV. Akademické fórum,

Analytický programový modul pro hodnocení odolnosti v reálném čase z hlediska konvergované bezpečnosti

Mgr. Veronika Papoušková, Ph.D. Brno, 20. března 2014

+ + Katedra textilních a jednoúčelových strojů. Jednoúčelové stroje. Textilní stroje a stroje na výrobu nanovláken. Přístrojová technika

02_16_018 Rozvoj výzkumně zaměřených studijních programů. PO 2 Rozvoj vysokých škol a lidských zdrojů pro výzkum a vývoj

Transkript:

Výzkumné aktivity Centra CERIT-SC, spolupráce s partnery Tomáš Rebok Centrum CERIT-SC Ústav výpočetní techniky Masarykovy univerzity (rebok@ics.muni.cz)

CERIT-SC výzkumné aktivity Centra Hlavní výzkumné pilíře: I. Výzkum v oblasti e-infrastruktur e-infrastrukturní/it výzkum zaměřený na principy a technologie e-infrastruktury a její optimalizaci II. Výzkumné spolupráce s uživateli e-infrastruktury (= partnery) kolaborativní výzkum synergický posun informatiky a spolupracujících věd dostupnost odborníků/konzultantů jak teoretického (Fakulta informatiky MU), tak praktického (CESNET) zaměření snaha o maximální zapojení studentů bakalářského -> magisterského -> doktorského studia nejen úzce zaměřená a dedikovaná pracovní síla, ale především výchova nových odborníků v oblasti e-infrastruktur výchova erudovaných uživatelů e-infrastruktury 26.9.2013

CERIT-SC výzkumné aktivity Centra Formy výzkumu/spolupráce I. Participace na projektech: e-infrastrukturní/it projekty (úzká spolupráce s CESNET/MetaCentrum NGI) projekty zaměřené na vylepšování služeb a technologií e-infrastruktury DataGrid, EGEE, EMI, EGI InSPIRE, EUAsiaGrid, CHAIN, Thalamos, aktivní participace (výzkumná i organizační EGI Council Chair) kolaborativní projekty participace a podpora projektů spolupracující věd (výzkumných partnerů) návrh a vývoj nových metod, algoritmů a principů pro realizaci výzkumných infrastruktur a top-level výzkumu výpočetní a úložné kapacity + know-how pro práci s nimi ELIXIR-CZ, BBMRI, Thalamoss, SDI4Apps, Onco-Steer, CzeCOS/ICOS, KYPO, 3M SmartMeterů v cloudu, MeteoPredikce, 26.9.2013

CERIT-SC výzkumné aktivity Centra Formy výzkumu/spolupráce II. Výzkumné aktivity: e-infrastrukturní/it výzkum (úzká spolupráce s CESNET/MetaCentrum NGI) výzkum a vývoj nástrojů, technologií a služeb pro oblast e-infrastruktur kolaborativní výzkum výzkum ve spolupráci s uživateli / výzkumnými partnery (týmy i jednotlivci) často přechází v projektový výzkum/spolupráci příklady výzkumu/výzkumných spoluprací viz dále 26.9.2013

26.9.2013 e-infrastrukturní/it výzkum

Navržen a vyvinut nový plánovač nahrazující dosavadní frontový návrh realizován v rámci disertační práce experimentální nasazení od července 2014 Hlavní funkce: Rozvrhový plánovač I. vytváří se plán (rozvrh) spouštění úloh možná predikce doby spuštění/čekání zaplňování děr v rozvrhu vhodnými úlohami vyšší vytížení infrastruktury optimalizace rozvrhu vzhledem ke zvoleným kritériím (čekání, férovost, ) Dílčí výsledek práce: simulátor plánování/běhu úloh usnadnění simulace budoucích plánovacích mechanismů

Rozvrhový plánovač II. Frontový (vlevo) vs. Rozvrhový plánovač (vpravo)

Rozvrhový plánovač III. Průměrné vytížení (% %) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Zlepšení vytížení strojů v CERIT-SC (data za rok 2014) ungu zewura zapat zigur zegox původní plánovač nový plánovač

Férové plánování Férové plánování I. cíl: zajištění rovnoměrného rozložení využití zdrojů v heterogenním prostředí výpočetního gridu probíhající disertační práce Fairshare: dynamická priorita založená na historické spotřebě zdrojů s propočítaným časem priorita klesá (aktuální spotřeba zdrojů má vyšší váhu než historická) navyšování priority při vykázání publikací s poděkováním MetaCentru/CERIT-SC

Férové plánování II. Cena úlohy dosavadní přístup: závislý na aktuálním stavu systému nezohledňuje heterogenitu infrastruktury jediná metrika: propočítaný čas Cena úlohy nový přístup: výpočet se řídí výhradně požadavky úlohy (nezávislost na aktuálním stavu systému) úlohy požadující cennější zdroje platí víc výpočet používá dominantní zdroj (CPU, paměť, )

Perun Správa uživatelů/služeb Perun I. systém pro správu identit, skupin a přístupu na služby integrovatelný do existujících prostředí, kde funguje jako konsolidátor uživatelů a skupin pracuje s různými typy identit federovaná a sociální (Facebook, Google) identita, digitální certifikáty apod. vyvíjen v úzké spolupráci Centra CERIT-SC se sdružením CESNET (NGI MetaCentrum)

Správa uživatelů/služeb Perun II. většina služeb české einfrastruktury a je spravovaná systémem Perun systém je úspěšně nasazován i v cizině Malaysia (Sifulan), Nigeria (NgREN), South Africa (SAGRID), Maroco, Italy (GARR), EGI - core service,

GPU akcelerátory Výpočty na GPU kartách uplatnění pro širokou škálu aplikací (vyšší aritmetický výkon a paměťová propustnost) výpočetní kernely (= funkce spouštěné na GPU) pracují (vstup/výstup) s pomalou globální pamětí kernely sdílející data tyto přenáší zbytečně fůze těchto kernelů může výpočet významně urychlit navržena metoda a prototyp kompilátoru pro automatické spojování těchto kernelů

26.9.2013 Kolaborativní výzkum

Rekonstrukce stromů I. Rekonstrukce individuálních stromů z laserových skenů partner: Centrum výzkumu globální změny AV ČR (CzechGlobe) cíl projektu: návrh algoritmu pro rekonstrukci 3D modelů stromů z mraku nasnímaných 3D bodů strom nasnímán laserovým snímačem LiDAR výstupem jsou souřadnice XYZ + intenzita odrazu očekávaný výstup: 3D struktura popisující strom identifikovat základní strukturální prvky (kmen a hlavní větve) primární zaměření: smrky hlavní problémy: překryvy (mezery v datech) 26.9.2013

Rekonstrukce stromů I. Rekonstrukce individuálních stromů z laserových skenů partner: Centrum výzkumu globální změny AV ČR (CzechGlobe) cíl projektu: návrh algoritmu pro rekonstrukci 3D modelů stromů z mraku nasnímaných 3D bodů strom nasnímán laserovým snímačem LiDAR výstupem jsou souřadnice XYZ + intenzita odrazu očekávaný výstup: 3D struktura popisující strom identifikovat základní strukturální prvky (kmen a hlavní větve) primární zaměření: smrky hlavní problémy: překryvy (mezery v datech) 26.9.2013

Rekonstrukce stromů II. Rekonstrukce stromů nový přístup v rámci DP navržena inovativní metoda rekonstrukce 3D modelů smrkových stromů základní myšlenka metody: identifikace zřetelných a souvislých oblastí rekonstrukce kmene propojování identifikovaných souvislých oblastí odhady tloušťky větví závěrečné čištění modelu 26.9.2013

Rekonstrukce stromů III. Využitelnost rekonstruovaných modelů: neinvazivní získávání statistických informací o množství dřevité biomasy a o základní struktuře stromů kmeny rekonstruovány s vysokou přesností struktura větví rovněž poměrně věrná parametrizované opatřování zelenou biomasou mladé větve + jehličky návazný PhD výzkum importování modelů do nástrojů umožňujících analýzu šíření slunečního záření s využitím DART modelů většina kroků algoritmu nezávislých na druhu stromu => lze rozšířit i na další druhy 26.9.2013

Rekonstrukce lesů I. Rekonstrukce lesních porostů z full-wave LiDAR skenů s jídlem roste chuť návazná PhD práce, příprava budoucího společného projektu cíl: co nejvěrnější 3D rekonstrukce celých lesních porostů z leteckých full-wave LiDARových skenů možné využití hyperspektrálních skenů, termálních skenů, in-situ měření, 26.9.2013

Rekonstrukce lesů II. Rekonstrukce lesních porostů z full-wave LiDAR skenů skeny získávány leteckým snímáním diametrálně odlišný problém extrémní množství bodů, které jsou však mnohem řidší nastíněné algoritmy pro přesné rekonstrukce jednotlivých stromů nelze aplikovat nutno revidovat i metody pro vizualizaci a uložení dat/modelů 26.9.2013

Identifikace problémových uzavírek I. Hledání problematických uzavírek v silniční síti ČR partner: Centrum Dopravního Výzkumu v.v.i., Olomouc cíl projektu: nalezení metody pro identifikaci problémových uzavírek v silniční síti ČR (aktuálně Zlínského kraje) identifikace uzavírek vedoucích (dle definovaných ohodnocovacích funkcí) k problémům v dopravě převedený problém: nalezení všech rozpadů grafu zjednodušený problém: nalezení všech rozpadů grafu generovaných N hranami hlavní problémy: výpočetní náročnost (NP-těžký problém) přístup hrubou silou selhával již při uzavření 3 hran

Identifikace problémových uzavírek II. Počet kombinací (logaritmické 1 000 000 100 000 10 000 1 000 100 10 1 Kde je problém? Počet uzavřených hran 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Celkový počet hran v síti 1 2 3 4 Síť Zlínského kraje 724 uzlů 974 hran 1. 974 2. 473 851 3. 153 527 724 4. 37 268 855 001 5. 7 230 157 870 194...

Identifikace problémových uzavírek III. Hledání problematických uzavírek v silniční síti ČR v rámci DP navrženy 2 algoritmy založené na teorii grafů za významné podpory grafových odborníků FI MU širší možnosti konfigurovatelnosti výpočtu (hrany vs. komponenty) lze upočítat všechny rozpady generované až 4 hranami (cca 1 den výpočtu) nebo více hranami s omezením počtu komponent původně pouze 2 hrany! stále existuje prostor pro vylepšení

Korekce chyb a skládání genomu Sekvenování Trifolium pratense (Jetel luční) partner: Ústav experimentální biologie PřF MU cíl: optimalizace dostupných nástrojů pro skládání a opravy chyb v DNA kódech analýzy DNA (nejen) jetele vedou k výpočetně náročným problémům 50 GB vstup => cca 500 GB potřebné paměti (aplikace Echo) existují větší vstupy v rámci DP paralelizováno a optimalizováno až na cca 50% využití paměti

Fotometrický archív astronomických snímků I. Fotometrický archív astronomických snímků partner: Ústav teoretické fyziky a astrofyziky PřF MU cíl projektu: vytvoření a provoz portálu pro získávání dat o světelnosti proměnných hvězd (projekt SuperWASP) databáze cca 18 miliónů hvězd dosažené výsledky: portál v produkčním režimu: http://wasp.cerit-sc.cz rozšířen o vykreslení grafu světelné křivky (DP práce) provoz systému pro detekci hvězd v hvězdokupě: http://clusterix.cerit-sc.cz/ archiv CCD snímků: http://wasp.cerit-sc.cz/paw/

Fotometrický archív astronomických snímků II.

Výpočetní chemie a biochemie I. Výpočet konformace molekul z řídkých NMR dat partner: Středoevropský technologický institut (CEITEC) cíl projektu: kombinované výpočetní zpracování výstupů několika nezávislých experimentálních metod (vedoucí ke zjištění tvaru molekuly určitého vzorku) kombinace výstupů molekulové dynamiky, NMR a SAXS metod existuje vyzrálý (i komerční) SW, avšak složitý na použití náchylnost k chybám (při formulaci zadání) složitost při kombinaci dat z různých zdrojů vlastní vývoj kombinovaných výpočetních metod (rozšíření existujících nástrojů) obohacení SW pro zpracování NMR o simulaci molekulové dynamiky snaha vystačit s výsledky časově i finančně méně náročných variant exper. aktuální výsledky ukazují na mnohem realističtější geometrie rekonstruovaných molekul prototypová implementace ve stadiu vyhodnocení

Výpočetní chemie a biochemie II.

Výpočetní chemie a biochemie III. Analýza transportních cest v proteinech partner: Loschmidt Laboratories MU cíl projektu: analýza možností transportu molekul ligandu (např. léčivo) na aktivní místa proteinů tj. zajištění nejen kýženého účinku molekuly na protein, ale zejména ověření možností transportu této molekuly k aktivním místům proteinů v současné době jsou metody analýzy transportu buď nepřesné nebo velmi výpočetně náročné (molekulová dynamika) snaha o nalezení metody pro analýzu energie nutné na průchod ligandu do proteinu (vyhodnocení průchodnosti tunelu ) méně náročným způsobem zejména se zajištěním věrohodných/přesných výsledků implementace ve stádiu prototypu, zatím bez plné automatizace

Výpočetní chemie a biochemie IV.

Modelování měkkých tkání v reálném čase I. Využití biomechanických modelů vytvořených z pre-operativních dat pacientů (CT, MRI) pro aplikace v medicíně reálný čas [25Hz] nebo dokonce hmatová (haptická) interakce [>500Hz] Simulátor operace kataraktu MSICS Kryoablace: plánování umístění elektrody Laparoskopie: vizualizace vnitřních struktur 31 Chirurgické trenažéry Pre-operativní plánování Navigace během operace 2010 2014 2018 Simulace vyžadují kombinaci různých reprezentací objektů: geometrie: detekce kolizí, vizualizace, metriky pro verifikaci a validaci fyzika: realistické chování objektů, deformace, interakce mezi objekty

Modelování měkkých tkání v reálném čase II. mezinárodní spolupráce s instituty (IHU Strasbourg, INRIA France) a univerzitami (University of British Columbia, Koç University, Istanbul) hledání partnerů pro spolupráci v rámci ČR (biomechanické modelování, experimenty, kliničtí partneři)

Další spolupráce Virtuální mikroskop, patologické atlasy partner: LF MU Biobanka klinických vzorků (BBMRI_CZ) partner: Masarykův onkologický ústav, Recamo Modely šíření epileptického záchvatu a dalších dějů v mozku partner: LF MU, ÚPT AV, CEITEC Bioinformatická analýza dat z hmotnostního spektrometru partner: Ústav experimentální biologie PřF MU Optimalizace Ansys výpočtu proudění čtyřstupňovou, dvouhřídelovou plynovou turbínou s chlazením lopatek partner: SVS FEM 3.5 miliónu smartmeterů v cloudu partner: Skupina ČEZ, MycroftMind Platforma pro poskytování specializovaných meteopredikcí pro oblast energetiky partner: CzechGlobe, NESS, MycroftMind 27.5.2014

Závěrem Centrum CERIT-SC nechce být jen poskytovatelem HW zdrojů či dodavatel informatické síly výpočetní a úložné kapacity jsou pouze nástrojem chceme být výzkumný partner: máme co nabídnout: netriviální/unikátní výpočetní a úložné zdroje nezbytné pro realizaci náročných výzkumných cílů netriviální IT know-how + zázemí univerzity (doktorská škola) zkušenosti s velkými národními/evropskými projekty společným výzkumem chceme pomoci s překonáním stávajících limitů výzkumu našich partnerů a tím otevřít další možnosti top-level výzkumu 27.5.2014

Projekt CERIT Scientific Cloud (reg. no. CZ.1.05/3.2.00/08.0144) byl podporován operačním programem Výzkum a vývoj pro inovace, 3 prioritní osy, podoblasti 2.3 Informační infrastruktura pro výzkum a vývoj. http://www.cerit-sc.cz 27.6.2014