Letteratura scientifica selezionata sul tema "Applicazioni distribuite"

La valutazione non invasiva della dominanza emisferica per il linguaggio è una delle più promettenti applicazioni cliniche della risonanza magnetica funzionale, specie nei pazienti destinati alla neurochirurgia. In questo studio sono state eseguite due prove linguistiche in un gruppo di giovani volontari sani (8 destrimani, 12 non destrimani): una di fluenza fonemica ed una di associazione semantica. Tra i voxels statisticamente attivati nei due emisferi sono stati calcolati tre indici di asimmetria (emisferico, frontale e temporoparietale) in ogni soggetto e per ogni prova. Nel complesso, la prova di fluenza fonemica attivava fortemente il lobo frontale, mentre la prova di associazione semantica determinava un pattern di attivazione piu distribuito, che comprendeva anche il giro temporale medio ed il giro angolare. Per quanto riguarda gli indici di asimmetria, nei destrimani quello emisferico e quello frontale indicavano sempre l'attivazione prevalente dell'emisfero sinistro. Un solo soggetto ambidestro ha presentato nella prova di fluenza fonemica indici di asimmetria emisferico e frontale espressivi di lateralizzazione destra. D'altra parte, l'indice di asimmetria temporoparietale deponeva per una lieve revalenza dell'emisfero destro in un destrimane ed per una chiara lateralizzazione destra in un non destrimane. La risonanza magnetica funzionale appare dunque metodica sensibile ed appropriata nella valutazione della dominanza emisferica per il linguaggio. L'impiego di indici di asimmetria lobari può meglio evidenziare il differente contributo alla dominanza emisferica delle aree frontali rispetto a quelle temporoparietali. Infine, l'individuazione delle aree corticali correlate con la funzione linguistica è uno strumento potenzialmente utile per il neurochirurgo nel programmare resezioni di aree limitrofe.

AbstractAfter a hundred years of contributions, the debate about how to measure inequality is still open. We provide a brief review of the literature, showing that inequality has been assessed through a relative approach, from Gini's pioneering article [Atti del Reale Istituto Veneto di Scienze, Lettere ed Arti 73 (1914), no. 2, 1203–1248]. Analyzing historical census data for Flint and other American cities, we observe how mean values of income in population subgroups capture the shape of the distributions of income and their comparisons state the overall situation of inequality. Namely, we adopted the approach introduced in [Statistica & Applicazioni 5 (2007), no. 1, 3–27] to assess inequality. Our first findings show that prosperity is distributed unevenly across America's metropolitan areas. More interestingly, unbalanced wealth can be related to other concomitant facts [The New Geography of Jobs, Houghton Mifflin Harcourt, New York, 2012], such as population growth, income growth, unemployment rates and women participation to the labor force. Gaps between more and less educated areas were modest 40 years ago, but they have become quite large nowadays [Cities and skills, technical report, National Bureau of Economic Research, 1994].

SMACK è uno stack composto da un insieme di software open source che possono essere utilizzati per sviluppare applicazioni distribuite. I componenti dello stack sono: Spark, un framework per effettuare calcolo distribuito, Mesos, serve per gestire e coordinare le risorse del cluster, Akka, una libreria che implementa l'architettura basata sul modello ad attori, Cassandra, un gestore di database non relazionale e distribuito e Kafka, una piattaforma di stream processing. Ciascuno di questi componenti è indipendente: ognuno ha le proprie API, una propria configurazione e non interagiscono fra loro. Lo scopo del progetto è quello di costruire una solida base di partenza su cui sarà possibile progettare e implementare applicazioni che lavorino utilizzando lo stack SMACK. Si vuole realizzare quindi un framework che non contenga logica applicativa, ma che permetta di costruire applicazioni distribuite utilizzando un'architettura già pronta, senza che sia necessario preoccuparsi di come i componenti dello stack interagiscano fra loro e senza dover ricorrere a tecniche di progettazione per lo sviluppo di sistemi distribuiti. Il framework dovrà semplificare al massimo la progettazione del sistema distribuito. Tramite il framework dovrà essere possibile realizzare applicazioni web-based. L'applicazione potrà interagire con gli utenti attraverso l'architettura REST, un'architettura ideale per i sistemi distribuiti. Il framework dovrà permettere di sviluppare applicazioni elaborate mantenendo bassa la complessità del sistema. Dovranno essere garantite tutte le proprietà di un sistema distribuito, quali la scalabilità, la modularità, la tolleranza agli errori, l'alta affidabilità e la consistenza dei dati, l'efficienza nell'uso delle risorse e le migliori performance. L'applicazione inoltre dovrà essere necessariamente sicura.

Il Web nel corso della sua esistenza ha subito un mutamento dovuto in parte dalle richieste del mercato, ma soprattutto dall’evoluzione e la nascita costante delle numerose tecnologie coinvolte in esso. Si è passati da un’iniziale semplice diffusione di contenuti statici, ad una successiva collezione di siti web, dapprima con limitate presenze di dinamicità e interattività (a causa dei limiti tecnologici), ma successivamente poi evoluti alle attuali applicazioni web moderne che hanno colmato il gap con le applicazioni desktop, sia a livello tecnologico, che a livello di diffusione effettiva sul mercato. Tali applicazioni web moderne possono presentare un grado di complessità paragonabile in tutto e per tutto ai sistemi software desktop tradizionali; le tecnologie web hanno subito nel tempo un evoluzione legata ai cambiamenti del web stesso e tra le tecnologie più diffuse troviamo JavaScript, un linguaggio di scripting nato per dare dinamicità ai siti web che si ritrova tutt’ora ad essere utilizzato come linguaggio di programmazione di applicazioni altamente strutturate. Nel corso degli anni la comunità di sviluppo che ruota intorno a JavaScript ha prodotto numerose librerie al supporto del linguaggio dotando così gli sviluppatori di un linguaggio completo in grado di far realizzare applicazioni web avanzate. Le recenti evoluzioni dei motori javascript presenti nei browser hanno inoltre incrementato le prestazioni del linguaggio consacrandone la sua leadership nei confronti dei linguaggi concorrenti. Negli ultimi anni a causa della crescita della complessità delle applicazioni web, javascript è stato messo molto in discussione in quanto come linguaggio non offre le classiche astrazioni consolidate nel tempo per la programmazione altamente strutturata; per questo motivo sono nati linguaggi orientati alla programmazione ad oggetti per il web che si pongono come obiettivo la risoluzione di questo problema: tra questi si trovano linguaggi che hanno l’ambizione di soppiantare JavaScript come ad esempio Dart creato da Google, oppure altri che invece sfruttano JavaScript come linguaggio base al quale aggiungono le caratteristiche mancanti e, mediante il processo di compilazione, producono codice JavaScript puro compatibile con i motori JavaScript presenti nei browser. JavaScript storicamente fu introdotto come linguaggio sia per la programmazione client-side, che per la controparte server-side, ma per vari motivi (la forte concorrenza, basse performance, etc.) ebbe successo solo come linguaggio per la programmazione client; le recenti evoluzioni del linguaggio lo hanno però riportato in auge anche per la programmazione server-side, soprattutto per i miglioramenti delle performance, ma anche per la sua naturale predisposizione per la programmazione event-driven, paradigma alternativo al multi-threading per la programmazione concorrente. Un’applicazione web di elevata complessità al giorno d’oggi può quindi essere interamente sviluppata utilizzando il linguaggio JavaScript, acquisendone sia i suoi vantaggi che gli svantaggi; le nuove tecnologie introdotte ambiscono quindi a diventare la soluzione per i problemi presenti in JavaScript e di conseguenza si propongono come potenziali nuovi linguaggi completi per la programmazione web del futuro, anticipando anche le prossime evoluzioni delle tecnologie già esistenti preannunciate dagli enti standard della programmazione web, il W3C ed ECMAScript. In questa tesi saranno affrontate le tematiche appena introdotte confrontando tra loro le tecnologie in gioco con lo scopo di ottenere un’ampia panoramica delle soluzioni che uno sviluppatore web dovrà prendere in considerazione per realizzare un sistema di importanti dimensioni; in particolare sarà approfondito il linguaggio TypeScript proposto da Microsoft, il quale è nato in successione a Dart apparentemente con lo stesso scopo, ma grazie alla compatibilità con JavaScript e soprattutto con il vasto mondo di librerie legate ad esso nate in questi ultimi anni, si presenta nel mercato come tecnologia facile da apprendere per tutti gli sviluppatori che già da tempo hanno sviluppato abilità nella programmazione JavaScript.

A causa della pandemia globale diviene necessario, per un'azienda che si occupa di formazione, di disporre degli strumenti adatti a garantire supporto alla formazione a distanza. In particolare il progetto ha visto realizzarsi una web application utile per somministrare e gestire prove didattiche. La sua realizzazione viene però ostacolata dall'architettura monolitica alla base del gestionale. Per questo motivo si è re-ingegnerizzato il backend affinché si realizzi un'architettura a microservizi utile per supportare ogni nuova funzionalità utile ad arricchire il gestionale.

Le moderne applicazioni che vogliono adattarsi al meglio nel distribuito sono costituite da container. Kubernetes (K8s) è un software che fornisce orchestrazione di container lavorando su cluster di macchine che interagiscono tra loro. Sviluppato inizialmente da Google e poi reso open-source nel 2014 proprio per aiutare gli sviluppatori a far funzionare correttamente questa tipologia di sistemi complessi: K8s permette di dispiegare applicazioni containerizzate, facilitandone la configurazione, e di gestire dinamicamente carichi di lavoro variabili nel tempo. L'obiettivo di questa tesi è perciò quello di fornire agli studenti del Corso di Ingegneria e Scienze Informatiche uno strumento per fare pratica con queste infrastrutture software direttamente sulle proprie macchine locali, virtualizzando completamente tutta l'infrastruttura su un singolo host mediante più macchine virtuali.

In questo elaborato andremo a descrivere, sia a livello strutturale che implementativo, il progetto sperimentale da noi ideato volto alla creazione di un laboratorio virtuale di testing. Lo scopo principale del laboratorio è appunto quello di delocalizzare la fase preliminare di testing di un'applicazione; nel nostro caso specifico siamo partiti dallo scenario riguardante la rete ferroviaria ed abbiamo preso in esame il software utilizzato per la gestione del traffico. Il vincolo principale che grava su questo progetto è che l'applicazione da collaudare non deve minimamente essere modificata, e ciò significa che occorre creare intorno ad essa un ambiente di testing conforme alle caratteristiche in cui il software si aspetta di operare. Ed è qui che entra in gioco la virtualizzazione.

The term Ambient Intelligence (AmI) refers to a vision on the future of the information society where smart, electronic environment are sensitive and responsive to the presence of people and their activities (Context awareness). In an ambient intelligence world, devices work in concert to support people in carrying out their everyday life activities, tasks and rituals in an easy, natural way using information and intelligence that is hidden in the network connecting these devices. This promotes the creation of pervasive environments improving the quality of life of the occupants and enhancing the human experience. AmI stems from the convergence of three key technologies: ubiquitous computing, ubiquitous communication and natural interfaces. Ambient intelligent systems are heterogeneous and require an excellent cooperation between several hardware/software technologies and disciplines, including signal processing, networking and protocols, embedded systems, information management, and distributed algorithms. Since a large amount of fixed and mobile sensors embedded is deployed into the environment, the Wireless Sensor Networks is one of the most relevant enabling technologies for AmI. WSN are complex systems made up of a number of sensor nodes which can be deployed in a target area to sense physical phenomena and communicate with other nodes and base stations. These simple devices typically embed a low power computational unit (microcontrollers, FPGAs etc.), a wireless communication unit, one or more sensors and a some form of energy supply (either batteries or energy scavenger modules). WNS promises of revolutionizing the interactions between the real physical worlds and human beings. Low-cost, low-computational power, low energy consumption and small size are characteristics that must be taken into consideration when designing and dealing with WSNs. To fully exploit the potential of distributed sensing approaches, a set of challengesmust be addressed. Sensor nodes are inherently resource-constrained systems with very low power consumption and small size requirements which enables than to reduce the interference on the physical phenomena sensed and to allow easy and low-cost deployment. They have limited processing speed,storage capacity and communication bandwidth that must be efficiently used to increase the degree of local ”understanding” of the observed phenomena. A particular case of sensor nodes are video sensors. This topic holds strong interest for a wide range of contexts such as military, security, robotics and most recently consumer applications. Vision sensors are extremely effective for medium to long-range sensing because vision provides rich information to human operators. However, image sensors generate a huge amount of data, whichmust be heavily processed before it is transmitted due to the scarce bandwidth capability of radio interfaces. In particular, in video-surveillance, it has been shown that source-side compression is mandatory due to limited bandwidth and delay constraints. Moreover, there is an ample opportunity for performing higher-level processing functions, such as object recognition that has the potential to drastically reduce the required bandwidth (e.g. by transmitting compressed images only when something ‘interesting‘ is detected). The energy cost of image processing must however be carefully minimized. Imaging could play and plays an important role in sensing devices for ambient intelligence. Computer vision can for instance be used for recognising persons and objects and recognising behaviour such as illness and rioting. Having a wireless camera as a camera mote opens the way for distributed scene analysis. More eyes see more than one and a camera system that can observe a scene from multiple directions would be able to overcome occlusion problems and could describe objects in their true 3D appearance. In real-time, these approaches are a recently opened field of research. In this thesis we pay attention to the realities of hardware/software technologies and the design needed to realize systems for distributed monitoring, attempting to propose solutions on open issues and filling the gap between AmI scenarios and hardware reality. The physical implementation of an individual wireless node is constrained by three important metrics which are outlined below. Despite that the design of the sensor network and its sensor nodes is strictly application dependent, a number of constraints should almost always be considered. Among them: • Small form factor to reduce nodes intrusiveness. • Low power consumption to reduce battery size and to extend nodes lifetime. • Low cost for a widespread diffusion. These limitations typically result in the adoption of low power, low cost devices such as low powermicrocontrollers with few kilobytes of RAMand tenth of kilobytes of program memory with whomonly simple data processing algorithms can be implemented. However the overall computational power of the WNS can be very large since the network presents a high degree of parallelism that can be exploited through the adoption of ad-hoc techniques. Furthermore through the fusion of information from the dense mesh of sensors even complex phenomena can be monitored. In this dissertation we present our results in building several AmI applications suitable for a WSN implementation. The work can be divided into two main areas:Low Power Video Sensor Node and Video Processing Alghoritm and Multimodal Surveillance . Low Power Video Sensor Nodes and Video Processing Alghoritms In comparison to scalar sensors, such as temperature, pressure, humidity, velocity, and acceleration sensors, vision sensors generate much higher bandwidth data due to the two-dimensional nature of their pixel array. We have tackled all the constraints listed above and have proposed solutions to overcome the current WSNlimits for Video sensor node. We have designed and developed wireless video sensor nodes focusing on the small size and the flexibility of reuse in different applications. The video nodes target a different design point: the portability (on-board power supply, wireless communication), a scanty power budget (500mW),while still providing a prominent level of intelligence, namely sophisticated classification algorithmand high level of reconfigurability. We developed two different video sensor node: The device architecture of the first one is based on a low-cost low-power FPGA+microcontroller system-on-chip. The second one is based on ARM9 processor. Both systems designed within the above mentioned power envelope could operate in a continuous fashion with Li-Polymer battery pack and solar panel. Novel low power low cost video sensor nodes which, in contrast to sensors that just watch the world, are capable of comprehending the perceived information in order to interpret it locally, are presented. Featuring such intelligence, these nodes would be able to cope with such tasks as recognition of unattended bags in airports, persons carrying potentially dangerous objects, etc.,which normally require a human operator. Vision algorithms for object detection, acquisition like human detection with Support Vector Machine (SVM) classification and abandoned/removed object detection are implemented, described and illustrated on real world data. Multimodal surveillance: In several setup the use of wired video cameras may not be possible. For this reason building an energy efficient wireless vision network for monitoring and surveillance is one of the major efforts in the sensor network community. Energy efficiency for wireless smart camera networks is one of the major efforts in distributed monitoring and surveillance community. For this reason, building an energy efficient wireless vision network for monitoring and surveillance is one of the major efforts in the sensor network community. The Pyroelectric Infra-Red (PIR) sensors have been used to extend the lifetime of a solar-powered video sensor node by providing an energy level dependent trigger to the video camera and the wireless module. Such approach has shown to be able to extend node lifetime and possibly result in continuous operation of the node.Being low-cost, passive (thus low-power) and presenting a limited form factor, PIR sensors are well suited for WSN applications. Moreover techniques to have aggressive power management policies are essential for achieving long-termoperating on standalone distributed cameras needed to improve the power consumption. We have used an adaptive controller like Model Predictive Control (MPC) to help the system to improve the performances outperforming naive power management policies.

La Blockchain è un deposito di dati distribuito costituito da una lista di record (in continua crescita) resistente a modifiche e revisioni, anche da parte degli operatori dei nodi (computer) su cui risiede. I dati sono sicuri anche in presenza di partecipanti non affidabili o disonesti alla rete. Una copia totale o parziale della blockchain è memorizzata su tutti i nodi. I record contenuti sono di due tipi: le transazioni, che sono i dati veri e propri, e i blocchi, che sono la registrazione di quanto ed in quale ordine le transazioni sono state inserite in modo indelebile nel database. Le transazioni sono create dai partecipanti alla rete nelle loro operazioni (per esempio, trasferimento di valuta ad un altro utente), mentre i blocchi sono generati da partecipanti speciali, i cosiddetti “miners”, che utilizzano software e a volte hardware specializzato per creare i blocchi. L’attività dei miners viene ricompensata con l’assegnazione di “qualcosa”, nel caso della rete Bitcoin di un certo numero di unità di valuta. Spesso negli esempi si fa riferimento alla Blockchain di Bitcoin perché è la catena di blocchi implementata per prima, e l'unica ad avere una dimensione consistente. Le transazioni, una volta create, vengono distribuite sui nodi con un protocollo del tipo “best effort”. La validità di una transazione viene verificata attraverso il consenso dei nodi della rete sulla base di una serie di parametri, che variano secondo l’implementazione specifica dell’architettura. Una volta verificata come valida, la transazione viene inserita nel primo blocco libero disponibile. Per evitare che ci sia una duplicazione delle informazioni l’architettura prevede un sistema di time stamping, che non richiede un server centralizzato.

La tesi esplora stato e prospettive dei microservizi come approccio emergente per il progetto e implementazione dei sistemi distribuiti. Allo scopo, vengono esaminate l'architettura monolitica e le architetture SOA, quindi l'architettura a microservizi, che viene prima definita e poi descritta nei suoi aspetti tecnologici. Dopo un esempio implementativo di applicazione a microservizi, la tesi si conclude con le prospettive e i potenziali sviluppi futuri dei microservizi.