Teaching Parallel Programming in Containers: Virtualization of a Heterogeneous Local Infrastructure (2021)
- Authors:
- Autor USP: BACHIEGA, NAYLOR GARCIA - ICMC
- Unidade: ICMC
- Sigla do Departamento: SSC
- DOI: 10.11606/T.55.2021.tde-21012022-120847
- Subjects: PROGRAMAÇÃO PARALELA; ENSINO; APRENDIZAGEM; CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO; CONTÊINERES
- Keywords: Computação de alto desempenho; Computing education; High performance computing; Parallel programming teaching; Virtualização; Virtualization
- Language: Inglês
- Abstract: Fornecer ensino em programação paralela é um desafio emergente, necessitando de abordagens de ensino para fomentar o processo de aprendizagem e de complexa infraestrutura para proporcionar um ambiente adequado para as aulas práticas de laboratório. Não priorizar requisitos de programação paralela no aprendizado dos futuros profissionais em computação pode levar a uma significativa lacuna de formação, a qual impactará negativamente no uso eficiente das atuais plataformas computacionais. Para popularizar o ensino desse tipo de computação, é imprescindível a adoção de abordagens eficazes de aprendizagem e meios para facilitar a configuração de software e da infraestrutura necessária para a prática do ensino em laboratório. Muitas instituições públicas e privadas não possuem um cluster ou uma infraestrutura adequada para execução dos programas paralelos. Além disso, há um custo operacional para criar e manter um ambiente próprio para essas aulas em laboratório. A falta de docentes que atuam em pesquisas relacionadas à computação de alto desempenho e as dificuldades inerentes ao gerenciamento do ambiente de execução são outros dois fatores que criam barreiras ao ensino de programação paralela. Dessa forma, o objetivo desta tese é avaliar se a virtualização de arquiteturas paralelas heterogêneas contribui para o ensino de programação paralela por alunos de computação em instituições de ensino que não dispõem de tais arquiteturas paralelas, nem pessoal qualificado para a gestãodesses ambientes. Esta pesquisa teve como ponto de partida um estudo de trabalhos existentes na literatura, para determinar como o ensino prático de programação paralela é realizado atualmente. Após esse levantamento, foi constatado que nenhuma ferramenta atendia às necessidades de virtualização idealizadas. Definidos os requisitos da virtualização, uma ferramenta usando contêineres foi desenvolvida. Posteriormente, foram conduzidos experimentos com profissionais da área e alunos para avaliar eficácia dessa ferramenta no ensino prático de programação paralela. Como resultado, foi criada a Iguana, uma ferramenta de código aberto para o ensino de programação paralela, pensando em alunos de baixa renda que não têm acesso a arquiteturas paralelas. A ferramenta permite que os alunos criem e executem seus códigos paralelos por meio de uma interface web em tempo real, sem a necessidade de acessar terminais por linha de comando ou aguardar seu processamento em lote. Ademais, a Iguana pode funcionar sem Internet em uma simples máquina virtual, exigindo apenas conhecimentos básicos de informática, permitindo seu uso a qualquer aluno do primeiro ano de graduação.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2021
- Data da defesa: 09.11.2021
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
BACHIEGA, Naylor Garcia. Teaching Parallel Programming in Containers: Virtualization of a Heterogeneous Local Infrastructure. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-21012022-120847/. Acesso em: 23 abr. 2024. -
APA
Bachiega, N. G. (2021). Teaching Parallel Programming in Containers: Virtualization of a Heterogeneous Local Infrastructure (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-21012022-120847/ -
NLM
Bachiega NG. Teaching Parallel Programming in Containers: Virtualization of a Heterogeneous Local Infrastructure [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-21012022-120847/ -
Vancouver
Bachiega NG. Teaching Parallel Programming in Containers: Virtualization of a Heterogeneous Local Infrastructure [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-21012022-120847/
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.55.2021.tde-21012022-120847 (Fonte: oaDOI API)
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