Computação científica na Internet
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Computação científica na Internet Miguel CASQUILHO (Prof. Aux., apos.) CPQ “Centro de Processos Químicos” Departmento de Eng.ª Química IST Instituto Superior Técnico UTL Universidade Técnica de Lisboa MOOC@IST http://web.ist.utl.pt/mcasquilho/ Experiências e práticas de e-learning no IST Instituto Superior Técnico Lisboa, 30-31 Maio 2013 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 1 / 25 Computação científica na Internet Sumário Na nossa era tecnológica, a computação científica na Internet parece-nos um campo pouco explorado: tanto em geral como, surpreendentemente, no ensino. (“Computação na Internet” — O utilizador, num “sítio”; fornece os seus dados, executa um programa, e obtém resultados.) Praticamo-la, no entanto, desde há 15 anos. Note-se que, na Internet: linguagens antigas (Fortran, etc.) funcionam (sem alteração); ao passo que modernas não funcionam. Usando ilustrações científicas académicas, na I., vamos: • Mostrar exemplos de computação científica; e • Recomendar a via da Internet para o ensino e outros fins. 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 2 / 25 Computação científica na Internet 1. Situação prévia 2. Experiências e práticas 3. Propostas Columbano (1857–1929) “Um Pintor” 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 3 / 25 1. 2. 3. Situação prévia A Internet (ou Web)* não tem dado atenção à computação científica, seja ela com software grátis ou pago. Os criadores de c. c. tipicamente produzem (vendem, dão) programas para instalar. Inúmeras páginas Web e aplicações tratam de ciência, mas pendem para a novidade deste meio (imagens, vídeo, etc.). Há muitas páginas didácticas e pedagógicas, mas são usadas: • mais para consulta, estudo (trabalho de casa); e • menos na aula (na qual se prefere uma atitude dinâmica). Encontra-se escasso material aplicável sobre • Matemática, Física, etc., ou aplicações industriais E resolver problemas (académicos ou industriais) ? * http://en.wikipedia.org/wiki/Internet#Services 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 4 / 25 1. 2. 3. Situação prévia Software (remoto) da sua organização Um “programador” integrado (prof., aluno) • Pode usar o software (Matlab ) ao qual acede remotamente, • para resolver este problema-exemplo simples (via Monte Carlo): Qual é o comprimento total deste arranjo de 2 barras (similares), cada uma com comprimento aprox. de 50 cm ? (Talvez 1 m !) Suponhamos que seguem distribuições uniformes em 49–51 cm. • Na Internet: soma de uniformes 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 5 / 25 1. 2. 3. Situação prévia Páginas Web sobre ciência e… • Wolfram Mathworld, de Eric Weisstein http://mathworld.wolfram.com/ • Springer Encyclopaedia of Mathematics http://eom.springer.de/ • Wikipedia http://en.wikipedia.org/ • NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods (Statistical Eng.ing Division Information Technology Laboratory Nat’l Inst. of Standards and Technology, USA) http://www.itl.nist.gov/div898/handbook/ 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 6 / 25 1. 2. 3. Situação prévia …páginas Web sobre computação científica Ênfase em imagens, interactividade • “Atractor” (.pt) http://atractor.pt/ Exemplo (poliedros — etc., excelente para nível liceal): http://atractor.pt/webM/exemplos/poliedros.htm Computação científica académica: material funcional escasso sobre Matemática, Física, Indústria. Excepção: • Prof. V. M. Ponce, San Diego St. U. (Fortran: excelente, mas sem dados por omissão) http://ponce.sdsu.edu/onlinewaterbalance.php “scientific computing on the internet” • 6 resultados (fontes de software, cursos universitários) 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 7 / 25 1. 2. 3. Situação prévia Scilab http://www.scilab.org/ Download ?! http://scilabanywhere.sourceforge.net/, Xiamen Univ. 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 8 / 25 Computação científica na Internet 1. Situação prévia 2. Experiências e práticas 3. Propostas Carlos Botelho (1899-1982) “Lisboa”, tapeçaria de Portalegre 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 9 / 25 1. 2. 3. Experiências e práticas • Chi-square — Try n = 3, n = 30 http://web.ist.utl.pt/~mcasquilho/compute/qc/Fx-chisquare.php 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 10 / 25 1. 2. 3. Experiências e práticas • Fraction defective — Resultado http://web.ist.utl.pt/~mcasquilho/compute/qc/Fx-fracdefective.php 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 11 / 25 1. 2. 3. Experiências e práticas • Convergence to non-central t — Resultado http://web.ist.utl.pt/~mcasquilho/compute/qc/F-tncConverg.php 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 12 / 25 1. 2. 3. Experiências e práticas • Sequence of non-central t curves — Resultado http://web.ist.utl.pt/~mcasquilho/compute/qc/F-tncseq.php 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 13 / 25 1. 2. 3. Experiências e práticas • Sum of 2 Gaussians — Resultado http://web.ist.utl.pt/~mcasquilho/compute/qc/Fx-sum-2Gauss.php 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 14 / 25 1. 2. 3. Experiências e práticas • Packet filling, as tubes (FIFO) — Resultado http://web.ist.utl.pt/~mcasquilho/compute/qc/Fx-3tubefill.php 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 15 / 25 1. 2. 3. Experiências e práticas • EOQ (economic order quanity) with random demand — Resultado http://web.ist.utl.pt/mcasquilho/compute/or/Fx-inventoryRand.php 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 16 / 25 1. 2. 3. Experiências e práticas • Catenary with concentrated loads* — Resultado http://web.ist.utl.pt/~mcasquilho/compute/com/Fx-catenaryLoads.php • * Problema e resolução: colega Prof. A. Pinto da Costa, DECivil 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 17 / 25 1. 2. 3. Experiências e práticas • Semicontinuous cooled reactor — Resultado http://web.ist.utl.pt/~mcasquilho/compute/com/Fx-scoolreactor.php 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 18 / 25 1. 2. 3. Experiências e práticas • Minimum distance “within an angle” — Resultado http://webpages.fc.ul.pt/~macasquilho/compute/Fx-angdistRemote.php • Nossa página na Faculdade de Ciências… • …Faz os cálculos no Técnico 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 19 / 25 Computação científica na Internet 1. Situação prévia 2. Experiências e práticas 3. Propostas Amadeo de Souza-Cardoso (1887–1918) “A casita clara” 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 20 / 25 1. 2. 3. Propostas… A computação científica na Internet é um campo a explorar para fins académicos, científicos e tecnológicos (facilitando a interacção, especialmente com a indústria). Muitas aplicações antigas podem ser prontamente colocadas na Internet, tipicamente sem qualquer alteração, protegendo, pois, o investimento e trabalho prévios. Porém… O “arranque” não é fácil, o que talvez justifique a fuga a esta via, nomeadamente para o ensino. Trabalhar na Internet evita incompatibilidade de plataformas, e ultrapassa limitações do PC do utilizador. 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 21 / 25 1. 2. 3. …Propostas O software moderno é, em certo sentido, obsoleto (!), devido à inadequação à Internet (licenças, permissões). Por isso, as linguagens modernas (Mathematica, Matlab, etc.), que favorecem muito a produtividade, não parecem (ainda) ser “Internet-amigáveis”. A computação científica na Internet beneficia de • partilha (no trabalho de equipa) • visibilidade (atraindo ligações úteis, v.g., com a indústria) • computação em redes (“grid”, “cloud”, paralela) E dá acesso a uma vasta gama de recursos potentes, grátis (independentes da plataforma) apenas usando um browser. Os vossos problemas são bem-vindos ! —— 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 22 / 25 Reconhecimento CPQ: “Centro de Processos Químicos”, IST, UTL DEQ: Departamento de Engenharia Química, IST, UTL CIIST: “Centro de Informática do IST”, Instituto Superior Técnico, Univ. Técnica de Lisboa Milipeia (Lab. de Computação Avançada), Univ. de Coimbra Profs. (DEngCivil) A. Pinto da Costa, M. Azevedo Coutinho ( Ponce), (DFis) Horácio Fernandes, (DMat, FacC, ULisboa) Jorge Buescu Palavras-chave • Computação científica; Internet 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 23 / 25 Bibliografia • Astsatryan, H., Yu. Shoukourian, V. Sahakyan [2006] “Brief introduction of a Web scientific environment for grids”, Grid’2006, Dubna (Russia). • Casquilho, M. [2012] “Computação científica na Internet, um campo pouco explorado”, Universidade Aberta, Porto Salvo. • Casquilho, M. [2013] “Computação científica na Internet para a Indústria”, 1.st Portuguese Meeting on Mathematics for Industry, FCUP, Universidade do Porto, Porto (next 06–08 June). • Franco, B., M. Casquilho [2011] “A Web application for scientific computing: combining several tools and languages to solve a statistical problem”, CISTI'2011, 6.ª Conferência Ibérica de Sistemas e Tecnologias de Informação, Chaves (Portugal) • Hughes, Alan [2006] “University-industry linkages and UK science and innovation policy”, Working Paper No. 326, Centre for Business Research, University of Cambridge, Cambridge (UK) • [“Internet” or “the Internet” ?] in http://microsites.oii.ox.ac.uk/ics2011/. (2011-Sep) 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 24 / 25 Computação científica na Internet Miguel CASQUILHO (Prof. Aux., apos.) CPQ “Centro de Processos Químicos” Departmento de Eng.ª Química IST Instituto Superior Técnico UTL Universidade Técnica de Lisboa MOOC@IST http://web.ist.utl.pt/mcasquilho/ Experiências e práticas de e-learning no IST Instituto Superior Técnico Lisboa, 30-31 Maio 2013 30-Mai-2013 Computação científica na Internet 25 / 25
