Projetos de PD&I no RSDC

COMPUTAÇÃO PARA CIÊNCIA

O CBPF tem como objetivo desenvolver e estruturar a Computação e Comunicação de Alto Desempenho, contribuindo para projetos institucionais, nacionais e internacionais, fortalecendo a infraestrutura de processamento de alta performance e de comunicação em redes de alta velocidade. A computação moderna é constituída, por um lado, de um hardware avançado e, por outro, de programas (softwares) sofisticados que permeiam todas as áreas da ciência.
Os avanços na área de comunicação são ainda mais significativos. A infraestrutura de redes de computadores abriu espaço para arranjos colaborativos permitindo o compartilhamento de poderosos recursos separados geograficamente, alcançando uma capacidade de processamento da informação sem igual na história da humanidade.

Física Computacional

O desenvolvimento de software e códigos de computador avançados e para a física é uma tarefa que deve explorar todo o potencial e os recursos computacionais. Normalmente, o pesquisador em física não se preocupa com eficiência (como arquiteturas, linguagens, uso de memória, sistemas de comunicação etc.), tendo o foco principal se a representação matemática do problema está correta. A física computacional foi impulsionada pelos computadores modernos que permitiu a criação de experimentos numéricos por meio de softwares que descrevem a lógica de eventos reais.

Existem 2 aspectos principais na computação em física:

• Obtenção de soluções para equações conhecidas que não podem ser resolvidas analiticamente;
• Explorar modelo de sistemas para os quais nenhuma solução é conhecida;
• Ambos exploram algoritmos para métodos numéricos de solução em computadores de última geração.

PD&I DO CBPF NO RSDC (2023)

Armazenamento de Dados

• Storage do LABNANO/COMAN - Laboratório de Nanociência e Nanotecnologia da Coordenação de Matéria Condensada, Física Aplicada e Nanociência do CBPF.
• Storage do NIB/COINS - Núcleo de Informação C&T e Biblioteca da Coordenação de Ações Institucionais do CBPF.
• Storage do Projeto Rede Rio/FAPERJ da Coordenação de Desenvolvimento Tecnológico COTEC do CBPF.

Servidores de Infraestrutura de Back-End e Rede do CBPF

• Todos Servidores Computacionais da COTEC (Storage Institucional, Mail, DNS, Web, LDAP, Cloud COTEC, etc.)

Clusters HPCs para Computação de Alto Desempenho da COTEC

Abertura de Contas

Para utilizar os Sistemas Computacionais HPCs no RSDC, é obrigatória a presença do interessado na Coordenação de Desenvolvimento Tecnológico (COTEC) para o cadastramento de uma nova conta em nosso sistema.

Política de Uso dos Sistemas Computacionais HPCs no RSDC

Projeto HPC e Open Stack do CBPF

O CBPF utiliza o OpenStack como uma plataforma robusta para a Computação de Alto Desempenho (HPC), facilitando a orquestração ágil de recursos computacionais, seja em máquinas virtuais ou servidores físicos, e a integração de tecnologias que reduzem a latência e maximizam o desempenho. Com sua capacidade de provisionar dinamicamente infraestruturas escaláveis e sua compatibilidade com sistemas de armazenamento de alta velocidade, OpenStack otimiza a gestão de workloads HPC complexos, beneficiando-se de sua flexibilidade, automação através de APIs e recursos de bare metal provisioning para atender às exigentes necessidades de pesquisa científica e simulações que caracterizam o HPC. Para saber mais entre em contato com o RSDC e a COTEC - cotec@cbpf.br, ou veja aqui.

Tutorial - HPC e Open Stack do CBPF

Projetos Científicos realizados nos Clusters HPC do CBPF no RSDC Alfredo Marques

Matéria Condensada, Física Aplicada e Nanociência - COMAN

• Prof. Alexandre Rossi -  realiza pesquisas computacionais avançadas para o Laboratório de Biomateriais, Cultura Celular e Nanotoxicidade, com foco em física aplicada e materiais biocompatíveis. Faz investigações computacionais no desenvolvimento e a análise de nanomateriais para a medicina regenerativa e sistemas de liberação de fármacos, além da caracterização físico-química e interações moleculares de nanobiomateriais.
• Prof. Herman Lima Jr. e pós-graduanda em Engenharia Mecânica da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) Maybi Falker Sampaio - pesquisa e desenvolvimento de novos dispositivos multiplicadores de carga e seu uso em detectores de imagens de raio-X.
• Profa. Joice Pereira Terra e Souza - em Física Computacional para simulação atomística e teoria do funcional da densidade para investigar estruturas eletrônicas e superfícies. Promove trabalhos principalmente em biomateriais cerâmicos, utilizando métodos computacionais para explorar as propriedades estruturais de biocerâmicas nanocristalinas e filmes finos, como a hidroxiapatita. Estuda as superfícies hidratadas de hidroxiapatita modificadas por dopagem com metais, como Zn e Sr, e a interação com peptídeos, visando compreender as interações hiperfinas e as bandas eletrônicas envolvidas.

Física Teórica - COTEO

•  Prof. Sílvio Manuel Duarte Queirós - desenvolvimento de pesquisa em Física Estatística, focada em pesquisa computacional de sistemas estocásticos, tanto fora-de-equilíbrio quanto em não-equilíbrio, abrangendo aplicações industriais e análises de sistemas complexos. Aplicação de métodos computacionais avançados para explorar problemas específicos dentro de campos interdisciplinares como Finança Quantitativa e Biologia Quantitativa, procurando compreender padrões e processos subjacentes nessas áreas.
• Prof. Ivano Damiao Soares e Prof. Evaldo Curado e Aluno de Doutorado Carlos Eduardo - realização de pesquisa computacional avançada em tópicos que englobam Relatividade Geral, Gravitação e Cosmologia, incluindo a complexa geração e emissão de radiação gravitacional por fontes astrofísicas e colisões de buracos negros no domínio completo não-linear da Relatividade Geral. Análise da dinâmica não-linear no universo primordial, investigamos fenômenos como o colapso gravitacional e as propriedades dos buracos negros, e desenvolvemos modelos cosmológicos que consideram possíveis correções oriundas de dimensões extras. 
• Prof. Mucio Amado Continentino e Nei Lopes da Silva Junior - Pesquisa de doutorado em “Effects of Quantum and thermal fluctuations in systems with multiple competing scalar orders”.
• Prof. Constantino Tsallis e Henrique Santos Lima - Pesquisa de doutorado do CBPF em “Exploring the Neighborhood of q-Exponentials”. 
• Cluster HPC para COTEO - Cluster dedicado à pesquisa computacional na área de física que abrange desde a física estatística e sistemas complexos até a física clássica e quântica, passando pela física atômica e molecular, além da física de fluidos, plasmas, física matemática e óptica. A utilização de computação avançada para modelagem, simulações e análises é fundamental para impulsionar as fronteiras do conhecimento científico.

Coordenação de Cosmologia, Astrofísica e Interações Fundamentais - COSMO

• Cluster CHE (Cluster Halo Experiment) da COSMO - Administrado pelo Prof. Martin Makler para pesquisa computacional na área de Astronomia e Física, com foco especial em Cosmologia. As pesquisas incluem lentes gravitacionais, aglomerados de galáxias, a energia e matéria escuras, quartessência, além da formação de estruturas cósmicas em larga escala e o processamento avançado de imagens de CCD. 
• Prof. José Abdalla Helayël Neto - Colaborações com a plataforma "AprendaNet" e "Professor Global" para promover avanços em sistemas de software voltados para educação e trabalho online. O objetivo dessas parcerias é melhorar a experiência de ensino e aprendizagem a distância, utilizando a expertise do professor e as ferramentas tecnológicas fornecidas por essas plataformas para criar ambientes de ensino mais eficientes, interativos e acessíveis. Estas iniciativas incluem o desenvolvimento de novos métodos pedagógicos, ferramentas de colaboração online e plataformas de gestão de aprendizagem que facilitam o acesso à educação de qualidade em um contexto global cada vez mais conectado digitalmente.

Coordenação de Física de Altas Energias e Astropartículas - COHEP

• Projeto SWGO - Observatório Meridional de Campo Amplo para Raios Gama (SWGO, na sigla em inglês) sob a responsabilidade de Luis Miguel Domingues Mendes (Técnico do Projeto em colaboração com LIP - Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas) -  No projeto SWGO, a computação de alto desempenho desempenha um papel crítico em várias frentes: desde a realização de simulações complexas para o aperfeiçoamento dos detectores Cherenkov, análise intensiva de dados para identificar sinais de radiação gama no meio do ruído de fundo, até estudos de viabilidade térmica e estrutural dos tanques para garantir seu funcionamento em condições extremas. Esses sistemas computacionais avançados também são essenciais para selecionar o local ideal do observatório, testar protótipos e facilitar a colaboração internacional, permitindo assim a inovação e transferência tecnológica para outras áreas, como a agricultura, demonstrando a interconexão entre ciência básica, aplicada e a capacidade de inovação industrial.
• Prof. Ulisses Barres de Almeida - HPCs para o Projeto BSDC/COHEP -  The Brazilian Science Data Center (BSDC). O Centro Brasileiro de Dados Científicos (BSDC) é uma iniciativa inovadora focada em astronomia, que se alinha ao desafio do "big data" na astrofísica e ciência espacial, buscando democratizar o acesso e otimizar a exploração de grandes volumes de dados para avançar no conhecimento científico. Enfatizando a integração de dados de diferentes fontes e aprimorando as capacidades de processamento, o BSDC proporciona ferramentas e soluções para a comunidade astronômica do Brasil, trabalhando em estreita colaboração com o ASI Science Data Center da Agência Espacial Italiana e alinhando-se com a iniciativa global "Open Universe" da ONU, visando maximizar o uso científico e educacional dos dados e expandir o impacto e o potencial da pesquisa.

Coordenação de Desenvolvimento Tecnológico - COTEC

• Projeto HoneyPots Distribuidos - O honeyTARG Honeynet, uma iniciativa do CERT.br, representa o Capítulo Brasileiro do Projeto Global Honeynet, focando no emprego de honeypots de baixa interação para monitorar o abuso na infraestrutura da Internet causado por atacantes e spammers. Entre seus projetos está o Spampots, que visa analisar as tendências de ataque de spammers, coletar dados sobre o uso indevido da infraestrutura de rede para envio de spam, e contribuir para a pesquisa e desenvolvimento de métodos mais eficazes para a identificação de phishing e malware, além de detectar botnets explorando proxies abertos. O CERT.br também gerencia o Projeto Honeypots Distribuídos, buscando ampliar as capacidades de detecção e análise de incidentes e tendências de segurança cibernética no Brasil.

PARCERIAS DE PD&I NO RSDC
IX.br

O IX.br é uma iniciativa do Comitê Gestor da Internet no Brasil (CGIbr) que busca promover a interconexão eficiente entre redes autônomas (ASs), aprimorando assim o funcionamento da internet no país. O projeto cria infraestruturas essenciais, os Pontos de Intercâmbio de Internet (IXPs), que permitem a interligação direta de redes acadêmicas e comerciais sob uma gestão centralizada. Em paralelo, o serviço PIX-CBPF alinha-se aos esforços do NIC-BR para otimizar o tráfego da internet brasileira, com um foco especial no suporte a projetos de pesquisa e inovação tecnológica. Essa coordenação centralizada, sob a direção do CGI.br e operada por entidades não lucrativas, assegura a neutralidade e alta qualidade da infraestrutura de interconexão. A implementação efetiva de um PIX demanda neutralidade, qualidade, alta disponibilidade e uma matriz de troca de tráfego regional exclusiva, em instalações seguras e bem-infraestruturadas. Isso fortalece a confiabilidade da rede, reduz custos operacionais e promove escalabilidade para atender ao aumento da demanda por interconexão na internet brasileira.

IBICT

O Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia (IBICT) desempenha um papel vital no desenvolvimento e na infraestrutura de informação científica e tecnológica no Brasil, destacando-se pela transferência de tecnologias da informação e pela promoção da integração do conhecimento. Com iniciativas como a coleta automática de registros acadêmicos, publicação de revistas eletrônicas e a criação de repositórios digitais, o Brasil se posiciona como líder global em repositórios digitais e acesso livre a publicações periódicas. O IBICT também é referência em Ciência da Informação, com contribuições significativas como a revista "Ciência da Informação", a reedição da Classificação Decimal Universal (CDU) e o estabelecimento do primeiro programa de Pós-Doutorado em Ciência da Informação em parceria com a UFRJ, reforçando sua reputação internacional e o avanço acadêmico na área.

NUPEF

O Instituto Nupef, uma associação sem fins lucrativos originada de um projeto da Rede de Informações para o Terceiro Setor (Rits), é uma entidade de referência no Brasil em promover o uso seguro e eficaz das tecnologias de informação e comunicação (TICs), focando em organizações civis, movimentos sociais e comunidades vulneráveis. Comprometido com a democratização da tecnologia e a defesa dos direitos humanos, o Nupef apoia políticas públicas no setor digital, implementa redes comunitárias e promove inovação e segurança digital por meio do projeto Tiwa, um serviço de internet para entidades sociais. Atuante tanto no cenário nacional quanto internacional, o instituto é parte de coalizões e redes estratégicas e tem voz ativa em espaços influentes como o CGI.br e a Coalizão Direitos na Rede (CDR).

CECIERJ

O CECIERJ, Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro, é uma fundação ligada à Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Inovação do Rio de Janeiro, que se dedica à promoção do ensino superior a distância. Atuando em parceria com universidades públicas, o CECIERJ oferece cursos de graduação e pós-graduação e se envolve na melhoria da educação básica e na formação de professores. Por meio do Consórcio CEDERJ, a fundação facilita o acesso ao ensino de qualidade e realiza projetos para popularizar a ciência e incentivar a inclusão educacional em todo o estado. 

FACC

Criada em 2004, a Fundação de Apoio ao Desenvolvimento da Computação Científica (FACC) propicia apoio administrativo a Instituições Científicas e Tecnológicas (ICTs) e a Universidades Públicas na execução de projetos que envolvam pesquisa científica e tecnológica e inovação, bem como em atividades de prestação de serviços técnicos especializados. A atuação da FACC norteia-se pela busca da excelência na gestão administrativa e financeira dos projetos e atividades que apoia. Pauta-se pela estrita conformidade com os princípios básicos da legalidade, impessoalidade, moralidade, publicidade, economicidade e eficiência. Empenha-se também em manter elevado grau de zelo pelos interesses das instituições que apoia e pela competência profissional dos que nela trabalham. A FACC é uma organização de direito privado, sem fins lucrativos, regida pelo Código Civil Brasileiro, estabelecida como Fundação de Apoio nos termos da Lei no 8.958/1994, credenciada junto ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI) e ao Ministério da Educação (MEC). Aplicam-se à FACC, por consequência, as disposições da Lei no 10.973/2004 (“Lei da Inovação”), os decretos reguladores desses instrumentos e as portarias interministeriais do MEC e MCTI pertinentes. Como fundação de direito privado, a FACC está também sujeita ao velamento por parte do Ministério Público do Estado do Rio de Janeiro.