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Escalonamento de consultas distribuídas de multijunção espacial: modelos de otimização e algoritmos
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Scheduling distributed multiway spatial join queries: optimization models and algorithms
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Modelo de Implantação de Nó de uma Infraestrutura de Dados Espaciais Acadêmica para Universidade Federal de Jataí
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Construção de Histograma Híbrido para Melhoria da Precisão da Seletividade de Consultas de Janela em Dados Espaciais
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EulerSkew Histogram: A Hybrid method to Improve the Selectivity Estimation of Spatial Window Queries
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Análise Comparativa do Histograma Espacial AB para Consultas de Janela Usando Datasets do Tipo Linha e Polígono
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Comparative Analysis of the AB Histogram for Window Queries in Line and Polygon Spatial Datasets
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Ensino da arquitetura funcional da memória, ilusões, mitos e técnicas para um aprendizado efetivo: tornando-se um aprendiz sofisticado
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Teaching functional memory architecture, illusions, beliefs, and techniques for effective learning: becoming a sophisticated learner
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Vozes nas instituições de ensino públicas e privadas no contexto da Covid-19
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Algoritmo Guloso para Escalonamento de Multijunções Espaciais em Sistemas Distribuídos usando o Modelo FM
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Estimativa de Custo de Multijunções Espaciais usando Histogramas Intermediários de Euler para Datasets de Linhas e Polígonos
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A Greedy Algorithm for Distributed Multiway Spatial Join Scheduling using FM Linear-Integer Model
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Cost Estimation of Multiway Spatial Joins using Intermediate Euler Histograms and Datasets of Lines and Polygons
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Como Citar Adequadamente os Vários Tipos de Trabalhos Acadêmicos e Artigos no Latex
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O Primeiro Parágrafo da Introdução de um Texto Científico
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Majestic: Uma Ampliação de uma Linguagem de Programação para Robótica Educacional
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Majestic: An Extension of a Programming Language for Educational Robotics
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Gain-Loss: Método de Distribuição de Dados para Processamento Distribuído de Multijunções Espaciais
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Histograma Intermediário de Euler para Estimativa de Seletividade de Multijunções Espaciais
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Gain-Loss: A Method of Data Distribution for Distributed Processing of Multiway Spatial Joins
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Intermediate Euler Histogram for Selectivity Estimation of Multiway Spatial Joins
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Avaliação Técnica de Componentes Eletrônicos e Microprocessadores para uso no Processo de Ensino-Aprendizagem de Ciências Exatas
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Technical Evaluation of Electronic Components and Microprocessors for Using in Teaching-Learning of Exact Sciences
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Elaboração de uma Linguagem de Programação Específica para Robótica Educacional
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Development of a Domain-Specific Programming Language for Educational Robotics
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Precisão da Estimativa de Seletividade de Tarefas de Junção Espacial Distribuída usando Histogramas de Euler
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Accuracy of Selectivity Estimation for Distributed Spatial Join Tasks using Euler Histograms
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Métodos de Distribuição de Dados para Processamento Distribuído de Multijunções Espaciais
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A Method of Data Distribution for Distributed Processing of Multiway Spatial Joins
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Validação da Precisão da Estimativa de Seletividade em Histogramas de Grade para Objetos Espaciais do Tipo Linha Decompostos
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Selectivity Estimate Accuracy Validation in Grid Histograms for Decomposed Line Spatial Objects
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Proposta de Método de Redução de Grade de Histograma Espacial para Melhoria na Precisão de Estimativas de Consultas
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A Method for Reducing Spatial Grid Histogram Resolution and Improve Query Estimation Accuracy
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Avaliação do uso de Histogramas Espaciais para Particionamento de Dados em Sistemas Distribuídos
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Evaluation of Histograms to Partitioning Spatial Data in Distributed Systems
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Distributed Execution Plans for Multiway Spatial Join Queries using Multidimensional Histograms
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Novo Método de Enquadramento de Objetos Espaciais Complexos em Histogramas Espaciais
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A New Method for Hashing Complex Objects in Spatial Histograms
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Avaliação da Escalabilidade de Aplicações de Alto Desempenho em Nuvem Pública e Privada
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Escalability Evaluation of High-Performing Applications in Public and Private Clouds
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Avaliação de Métodos de Divisão de Nós em Árvores R-Tree para Dados Espaciais do tipo Linha
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Avaliação Comparativa de Escalabilidade de Aplicações de Alto Desempenho em Nuvem Pública e Privada
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Evaluation of R-Tree Split Methods for Spatial Datasets of Line Type
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Evaluation of High-Performance Application Escalability on Public and Private Clouds
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Definição de Planos de Execução Distribuídos para Consultas de Junção Espacial usando Histogramas Multidimensionais
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Avaliação Comparativa de Escalabilidade de Aplicações de Alto Desempenho em Cluster Físico e na Nuvem
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Escalability Evaluation of High-Performing Applications in Physical Cluster and Cloud
Multijunções são consultas fundamentais para o processamento de dados espaciais. Este artigo apresenta modelos e algoritmos para escalonar esse tipo de consulta em sistemas de banco de dados distribuídos, buscando um equilíbrio entre o tempo de execução e a comunicação — tráfego de dados na rede. Propomos três algoritmos baseados em métodos de otimização combinatória: a conhecida técnica de relaxamento linear que arredonda uma solução gerada por programação linear (LP), um método mais sofisticado usando...
Multiway spatial joins are a commonly occurring and fundamental type of query for spatial data processing. This article presents models and algorithms to schedule this type of query in distributed database systems while attempting to strike a balance between makespan and communication costs. We propose three algorithms based on combinatorial optimization methods: the well-known linear relaxation technique of rounding a solution generated by linear programming (LP), a more sophisticated Lagrangian Relaxation method (LR), as well...
O trabalho apresenta um modelo de implantação de uma Infraestrutura de Dados Espaciais Acadêmica (IDEA) voltado para informações geográficas utilizando softwares livres. A problemática que o orientou busca apontar o modelo de implantação de uma IDE de uso acadêmico voltado para informações geográficas utilizando softwares livres. Baseado nisso e visando a importância acadêmica na produção e disseminação de dados geoespaciais e o acesso a informação, produzidas anualmente na Universidade Federal de Jataí, o trabalho objetivou...
O processamento de bancos de dados espaciais volumosos ainda é um desafio relevante na computação. Atualmente, existem diversas tecnologias capazes de capturar grandes volumes de dados espaciais de forma rápida e eficiente. No entanto, quando comparados o processamento e a captura de dados espaciais, se torna nítido que com o decorrer do tempo, a evolução do processamento não conseguiu acompanhar a evolução das tecnologias usadas para a captura de dados espaciais, de forma que essa...
The processing of large spatial databases is still a relevant challenge in computing. Currently, there are several technologies capable of capturing large volumes of spatial data quickly and efficiently. However, when processing and capturing spatial data are compared, it becomes clear that over time, the evolution of processing could not keep up with the evolution of technologies used to capture spatial data, so this difference fully delays the procedure. Known techniques with histograms have been...
O processamento de consultas espaciais possui um custo computacional notadamente elevado, principalmente no caso de multijunções espaciais pois podem ser executadas de diversas formas diferentes, chamadas de planos de execução. Para a escolha do melhor plano é normalmente utilizado uma das técnicas de histogramas espaciais para calcular uma estimativa do número de objetos retornados em cada consulta. Uma técnica de histograma relevante, devido à sua alta precisão, é o Histograma Annular Bucket ou AB. Entretanto...
The processing of spatial queries has a notably high computing cost, especially considering multiway spatial joins where the query may be executed in different ways called execution plans. We usually use spatial histograms to select the best plan based on the number of objects returned by each query. One relevant type of histogram, due to its high precision, is the Annular Bucket Histogram or AB. However, the experiments made by the authors that proposed the...
Apesar de passar-se grande parte da vida estudando, pouquíssima ou quase nenhuma parte dos anos de estudo é dedicada ao ensino do como estudar. Espera-se, por meio do ensino e avaliação dos vários outros conceitos e competências, que a prática constante de estudo, por si própria, seja capaz de habilitar o indivíduo a aprender de forma eficaz. Seria 'saber aprender' uma competência inata dos indivíduos? E a prática do estudo um processo capaz de desenvolvê-la...
Although we dedicate a large part of our lives to formal education, we have little or even no opportunity during all those years to learn how to study. We hope, by teaching and evaluating other concepts and competencies, that the study practice, on its own, can enable us to learn effectively. Is 'knowing how to learn' an innate competence of individuals? Is study practice a process capable of fully developing it? Did the undergraduate students...
Sem acordar do pesadelo, registramos neste livro inúmeras e distintas vozes dos/as que protagonizam e engendram a área da educação e da escola brasileira, no período pandêmico, instalado no primeiro semestre de 2020. O vírus SARS-CoV-2, além de matar, deixou o planeta à deriva e em estado de emergência: em nosso meio, ronda a pandemia. Nesse sombrio, funesto, nefasto horizonte, simultaneamente, essas linhas, interpelam à leitura, ao estudo, à aprendizagem, à instrução, à formação, à...
A multijunção espacial é uma consulta importante em bancos de dados espaciais, que tem sido amplamente utilizada em muitas aplicações científicas. Por ser intensiva em dados e em computação, ela geralmente é processada em sistemas distribuídos, onde cada máquina é responsável pelo processamento de um fragmento de consulta. O fragmento de consulta é um par de partições de dados alinhadas por um predicado espacial, que chamaremos de tarefa. Para que essas tarefas sejam processadas, elas...
As consultas de junção são essenciais para o processamento de dados espaciais. O processamento desse tipo de consulta é intensivo em recursos de computação, principalmente ao considerar multijunções espaciais que podem ser executadas de várias maneiras distintas, chamadas de planos de execução. Um plano mal escolhido aumenta o tempo de processamento e o uso de recursos computacionais e, portanto, precisamos de métodos eficazes para estimar o custo de consultas, como o histograma espacial. Estudos recentes...
A multiway spatial join is an important query in spatial databases, which has been widely used in many scientific applications. Because it is both data and computation-intensive, it may be processed in distributed systems, where each machine is responsible for processing a query fragment. The query fragment is a pair of data partitions aligned by a spatial predicate, which we will term as a task. For these tasks to be processed, they must be scheduled...
Spatial join queries are essential to spatial data processing and also very compute-resource intensive, particularly when considering multiway spatial joins, which have many distinct ways of computing called execution plans. A poorly chosen plan increases the processing time and usage of computational resources and, consequently, we demand very effective methods for estimating the cost of queries such as spatial histograms. Recently studies identified that the type of spatial object in datasets (whether of line or...
Sem dúvida, o uso do Latex e bibtex auxilia muito a construção do capítulo de referências de seu trabalho de final de curso ou artigo. Porém, é preciso tomar algum cuidado com o preenchimento dos campos do arquivo .bibtex, principalmente quando a citação for obtida através da internet (Google Scholar, ACM, IEEE, etc). Mesmo nestes veículos, frequentemente a referência ficará incorreta se você copiar e colar diretamente a citação disponibilizada.
Frequentemente, há uma certa dificuldade em escrever o primeiro parágrafo da introdução de artigos e projetos. Nesta página, descrevo um passo a passo sobre como escrever bons parágrafos introdutórios que capturam a atenção do leitor.
Uma das técnicas de motivação ao aprendizado que tem se destacado devido à facilidade de transmitir ideias complexas é o uso de robótica educacional. Porém, as principais linguagens de programação utilizadas na Robótica Educacional são de propósito geral dificultando o ensino-aprendizado devido à complexidade de domínio de sintaxe das mesmas. Uma alternativa a essas linguagens são as Linguagens Específicas de Domínio que são projetadas com a finalidade de auxiliar no processo de resolução de problemas...
One of the motivating techniques in learning process that has contrast due to the ease way of conveying complex ideas is the use of educational robotics. But the main programming languages used in Educational Robotics are of general purpose programming languages making it difficult in the process of teaching-learning due to the complexity of their syntax mastery. An alternative to these languages are Domain Specific Languages, which are designed to assist in the process of...
Um dos desafios do processamento distribuído da multijunção espacial é a distribuição dos dados de forma homogênea e colocalizada pelo cluster, de forma a obter uma execução eficiente da consulta. Neste artigo comparamos dois métodos de distribuição de dados espaciais e propomos um novo chamado Gain-Loss, baseado nos algoritmos da árvore R0. Nossos experimentos mostraram que o Gain-Loss apresenta uma significativa redução da sobreposição de área entre servidores em todos os cenários, e um balanceamento...
Este artigo apresenta um novo método de construção de Histogramas Intermediários (HIE) para estimativa de seletividade de consultas de multijunção espacial, baseando-se nas técnicas propostas para o Histogramas de Euler e considerando datasets cuja extensão espacial não se alinha, ou seja, um cenário real para banco de dados espaciais. Os resultados preliminares apontam que o método conseguiu estimar a cardinalidade com maior precisão, comparado ao método mais frequentemente referenciado na literatura, o Histograma de Grade....
Data distribution is a challenge in the distributed execution of multiway spatial join queries. An efficient execution requires both a balanced data distribution as well as a distribution with spatial data colocalization. In this paper, we compare two methods of spatial data distribution and propose a new one called Gain-Loss, based in the R0-tree algorithms. Our evaluation shows that Gain-Loss has a reduced area overlay between servers in all tested scenarios and also a competitive...
This article presents a new method for building Intermediate Euler Histograms to estimate the selectivity of multiway spatial join queries. The new method is based on the original Euler Histogram and considers that the spatial extent of the spatial datasets is not the same (not aligned), a real scenario for spatial databases. Preliminary results have shown that the proposed method improved the cardinality estimation when compared to Grid Histogram, the most frequently mentioned histogram in...
Robótica Educacional ou Robótica na Educação são termos geralmente usados para descrever a utilização da robótica como um instrumento de apoio ao processo de ensino-aprendizado, empregando robôs para inserir conceitos considerados complexos desde o início da formação dos estudantes, como eletrônica, programação de computadores, mecânica aplicada e robótica básica. Além de um espaço de aprendizagem atrativo que estimula o interesse e a curiosidade dos estudantes, é também considerado como um instrumento único que oferece atividades...
Educational Robotics or Robotics in Education are terms commonly used to describe the use of robotics as an instrument to support teaching-learning, helping teachers to introduce concepts considered complex since the beginning of student training, such as electronics, computer programming, applied mechanics, and basic robotic building. In addition to offering an attractive learning space that stimulates students’ interest and curiosity, Educational Robotics is a unique tool that offers practical and fun activities. It stands on...
Com o avanço da tecnologia e, como consequência, a facilidade do acesso a ela, a robótica vem ganhando espaço entre as novas metodologias de ensino atuais. Quando aplicada ao processo de ensino aprendizagem, a robótica passa a ser definida pelo termo Robótica Educacional, que consiste na aplicação de kits robóticos para o ensino. Contudo existem problemas com relação a escolha do kit robótico apropriado. Estes kits podem ser divididos em kits robóticos proprietários e kits...
Considering the advancement of technology and, as a consequence, the facility in accessing it, robotics has been gaining considerable attention in new teaching methodologies nowadays. When applied to the teaching methodology process, robotics is defined by the term Educational Robotics, which consists of the application of robotic kits in the educational process. Those robotic kits can be divided into proprietary and open-source. Proprietary kits have their specific programming language, are fully developed around education, have...
O processamento de dados espaciais teve um aumento significativo nos últimos anos, e os dispositivos computacionais dotados de GPS (Global Positioning System) e rede de comunicação (2G, 3G e outras) como celulares, smartphones e sensores estão cada vez mais comuns e acessíveis. Há uma grande disponibilidade de dados espaciais: imagens geolocalizadas, dados abertos dos governos federais, estaduais e municipais, mapeamento de lojas comerciais, levantamento de dados georreferenciados por entidades governamentais, dentre outros. Com esses dados...
Spatial data processing has grown significantly in recent years, and computing devices equipped with GPS (Global Positioning System) and communication networks (2G, 3G, and others) such as mobile phones, smartphones, and sensors are increasingly common and affordable. There is a great availability of spatial data: geolocalized images, open data from federal, state, and municipal governments, mapping of commercial stores, georeferenced data collection by governmental entities, among others. All these data enable us to produce new...
Um dos desafios do processamento distribuído da multijunção espacial é a distribuição dos dados de forma homogênea e colocalizada pelo cluster, de forma a obter uma execução eficiente da consulta. Nesta monografia foram comparados os métodos de distribuição de dados espaciais Round-Robin e Proximity Area, além da proposta de um novo método chamado Gain-Loss, baseado nos algoritmos da árvore R0. Foram feitos testes em cenário controlado, utilizando datasets sintéticos. A avaliação do novo método apresentou...
Data partitioning is a challenge in the distributed execution of multiway spatial join queries. An efficient execution requires a balanced data distribution in the cluster computers as well as a distribution that maintains spatial data colocalization. In this monograph, two spatial data distribution methods were compared: Round-Robin and Proximity Area, and a new one was proposed, called Gain-Loss, based on the R0-tree algorithms. Our experiments in a controlled environment, using synthetic datasets, show that the...
A estimativa de seletividade é uma importante métrica para escolha de planos de execução eficientes em banco de dados espaciais. Trabalhar com tal métrica exige que os objetos espaciais sejam representados por aproximações. Uma das técnicas mais utilizadas é o uso de MBRs. No entanto, para alguns tipos de objetos espaciais, como as linhas, o MBR gera uma alta taxa de erro na estimativa de seletividade. Diante desta situação, foi verificado que existem trabalhos que...
Selectivity estimation is an important metric for choosing efficient spatial database execution plans. Working with such a metric requires that spatial objects be represented by approximations. One of the most commonly used techniques is MBRs. However, for some spatial objects, such lines, the MBR generates a high error rate in the selectivity estimation. Although some works proposed the decomposition of the object as a relevant method for dealing with errors in query estimates, fewer studies...
O cálculo da seletividade das consultas espaciais usando histogramas espaciais de grade é um dos métodos propostos na literatura para realizar estimativa seletividade. Desta forma, definir a grade dos histogramas espaciais de forma a reduzir o uso de recursos computacionais e o tempo de execução das consultas é um importante desafio. Neste trabalho, examinamos a definição da quantidade de células da grade para objetos espaciais complexos, do tipo linha e polígono. O método avglimit a...
The estimation of spatial query selectivity using grid spatial histograms is one of the methods proposed in the literature to perform selectivity estimation. In this way, defining the spatial histogram grid to reduce the use of computational resources and the execution time of the queries is an important challenge. In this work, we examine the definition of the number of cells for complex object types such as line and polygon. The avglimit method we propose...
O processamento de dados espaciais teve um aumento significativo desde a criação de equipamentos que auxiliam na obtenção de informações, como o GPS (Global Position System), smartphones, drones e satélites. Com esses dados espaciais, novas informações podem ser obtidas. Um exemplo de processamento de dados espaciais é a consulta espacial, que encontra em dois ou mais conjunto de dados informações correlacionadas. A consulta espacial pode ter sua execução complexa devido a quantidade de dados envolvidos....
Spatial data processing has grown in size since the creation of information retrieval equipment, such as GPS (Global Position System), smartphones, drones, and satellites. With this spatial data, new information can be acquired. An example of spatial data processing is a spatial query, which finds in two or more datasets correlated information. Processing a spatial query can be quite complex because of the amount of data involved and the computational systems that perform it have...
Multiway spatial join is a common and heavyweight type of query for spatial data processing on relational database management systems. This article presents a complete solution to process this type of query in distributed systems. We proposed a cost-based optimizer for multiway spatial join queries, based on a novel use of multidimensional histograms, which are used to represent two metrics that describe a dataset: cardinality and size of the spatial objects, together with one feature...
A estimativa de seletividade é uma importante métrica para escolha de planos de execução eficientes em banco de dados espaciais. No entanto, pouco estudo foi dedicado ao aprimoramento dos métodos e estruturas de dados que formam a base para o cálculo desta estimativa. Neste artigo propomos um aprimoramento no método de construção dos histogramas multidimensionais de grade, que resultou numa redução do erro de estimativa de até 30.16%, ao estimar a cardinalidade do conjunto resultante...
The selectivity estimate is an important metric when selecting efficient execution plans on spatial databases. However, little effort was dedicated to enhance the methods and data structures which support the calculations of these estimations. In this paper we proposed an enhancement in the method used to make a multidimensional grid histogram. The proposed method reduced the error in the estimation up to 30.16%, when estimating the cardinality of spatial window queries, compared to the grid...
A avaliação de desempenho de aplicações de computação de alto desempenho (HPC) foi recentemente facilitada pelo uso de plataformas em nuvem. No entanto, o desempenho de aplicativos HPC depende fortemente do suporte de I/O da plataforma, principalmente da rede de comunicação entre as VMs. Neste estudo apresentamos o resultado de uma avaliação de escalabilidade de aplicações HPC em cluster físico, nuvem privada usando XenServer e em nuvem pública, Microsoft Azure. Os testes demostram um speed-up...
The analysis of high-performance computing application (HPC), has recently been facilitated by the use of cloud platforms. However, the performance of HPC applications relies heavily on the support I/O platform, mainly the communication network between the VMs. In this study, the performance of the NPB-NAS Parallel Benchmark suite and DGEO suite, which processes spatial queries, were compared in a physical cluster, a private cloud (XenServer), and a public cloud (Microsoft Azure). The experiment demonstrates a...
Para armazenamento e recuperação de dados espaciais é necessária a utilização de uma estrutura específica para dados multidimensionais ou complexos. Na literatura foram propostas diversas estruturas de indexação, cada uma com suas características e comportamentos específicos. A R-Tree é uma árvore hierárquica, semelhante a árvore B-Tree, que agrupa objetos colococalizados, empregando retângulos envolventes, chamados de MBR, (Minimum Bounding Rectangle) conhecido também como retângulo envolvente. A implementação dessas estruturas possui internamente um algoritmo de divisão chamado...
A análise de desempenho de aplicações de computação de alto desempenho (HPC) (High Performance Computing) foi recentemente facilitada pelo uso de plataformas de virtualização. Os subsídios concedidos pelos fornecedores de IaaS (Infrastructure as a Service) para projetos de pesquisa nas universidades têm contribuído neste sentido. No entanto, o desempenho das aplicações HPC depende fortemente do suporte de Entrada/Saída da plataforma em nuvem, principalmente da rede de intercomunicação entre as máquinas virtuais. Neste trabalho avaliamos a...
For storage and retrieval of spatial data it is necessary to use a special structure for mul- tidimensional or complex data. In the literature it has been proposed various indexing structures, each with their specific characteristics and behaviors. The R-Tree is a hierar- chical tree, similar to B-Tree tree, which groups co-lococated objects, using surrounding rectangles, called MBR (minimum bounding rectangle) also known as rectangle surroun- ding. The implementation of these structures internally has a...
Recently, subsidies granted by IaaS providers (Infrastructure as a Service) for research projects in universities have facilitated the performance analysis of high-performance computing (HPC) applications. However, the performance of HPC applications relies heavily on cloud platform I/O support, especially the virtual communication network between machines. In this paper, we evaluate the scalability of the NPB-NAS benchmark suite and applications for processing spatial data in a public cloud, Azure, and a private cloud using XenServer. As...
A junção espacial complexa é uma das consultas mais empregadas e que mais consomem recursos computacionais no processamento de dados espaciais. Este artigo propõe um otimizador de consultas distribuídas de junção espacial que utiliza histogramas com múltiplas dimensões. O histograma é composto por três dimensões: cardinalidade, tamanho dos objetos espaciais e localidade das partições no cluster. Um algoritmo para definir planos de execução eficientes baseados nas três dimensões é proposto e avaliado.
A análise de aplicações de computação de alto desempenho (HPC) foi recentemente facilitada pelo uso de plataformas de nuvem. Os subsídios concedidos pelos fornecedores de infra-estrutura para projetos de pesquisa nas universidades também tem contribuído neste sentido. No entanto, o desempenho de aplicativos HPC depende fortemente do suporte de Entrada/Saída da plataforma, principalmente da rede de intercomunicação entre as máquinas virtuais. Neste estudo, o desempenho de aplicativos selecionados da suíte NPB NAS Parallel Benchmark e...
The performance analysis of High Performance Computing (HPC) applications has recently been facilitaded by the use of cloud platforms. The grants offered by infrastructure providers to research projects in universities has also been contributing on this migration. However, the performance of HPC applications depends heavily on the Input/Output support of the platform, mostly the intercommunication network between virtual machines. In this study, wecompared the performance of selected applications of the NPB NAS Parallel Benchmark and...