Uma abordagem arquitetural de grade de dados para imagens FITS

Abstract

Resumo: A necessidade de acesso, armazenamento e processamento de grande quantidade de dados, resulta em uma alta demanda de processamento, principalmente em astronomia, medicina, física, biologia e engenharia. Grades de dados são meios para prover e gerenciar recursos computacionais distribuídos para aplicações científicas, as quais demandam poder computacional ou utilizam equipamentos de uso específico na ciência. Alguns dos benefícios da utilização da arquitetura de grade são: tempo para executar uma tarefa complexa, possibilidade de um sistema unificado, interface padronizada, maneira comum de executar cálculos e gerenciar dados resultantes, transferência eficiente de dados, velocidade e armazenamento de grande quantidade de dados. As grades de dados permitem a manipulação de grandes quantidades de dados e o compartilhamento coordenado e heterogêneo dos dados distribuídos. Já os metadados descrevem os dados, como meio de identificar e fornecer acesso e recuperação dos mesmos. Para manipulação dos metadados, é necessária uma padronização para favorecer a interoperabilidade dos dados. Quando não existe padronização dos metadados criados, o acesso e a recuperação dos dados e recursos da grade tornam-se tarefas difíceis devido a heterogeneidade dos metadados criados. O formato FITS é utilizado para manipular, armazenar e transmitir imagens científicas. Tal formato é muito utilizado na Astronomia. Esta dissertação apresenta uma arquitetura de grade dados para imagens FITS e a especificação de um padrão de metadados para gerenciamento desse tipo de imagens, estendido para o contexto das grades, como forma de promover a interoperabilidade, facilitando o acesso e a recuperação dessas imagens.

Abstract: The need for accessing, storaging and processing large data amounts, implies in a high demand of processes, especially in astronomy, medicine, physics, biology and engineering. Data Grids are main to provide and manage distributed computing resources for scientific applications, which require computational power or the use of specific equipment in science. Some of the benefits that come from grid architecture are: time to perform a complex task, the possibility of a unified system, standardized interface, common way to perform calculations and manage the resulting data, efficient data transfer, speed and storage of large amounts of data. Data grids allow large amounts of data handling and sharing coordinated heterogeneous and distributed data. Metadata describes the data in order to identify and provide its access and retrieval. If handling this metadata, standardization is required to ease the data interoperability. When the created metadata is not standardized, data and resources access/retrieval from the grid become a difficult task, due to heterogeneity of this metadata. The FITS format is used to manipulate, store and transmit scientific images. This format is widely used in astronomy. This dissertation presents a data grid architecture to FITS images and specify the metadata standard for management of such images, extending it to the grids context, in order to promote interoperability, turning the access and retrieval of these images not complicated.