Mahadev Satyanarayanan ( Satya ) es un científico informático experimental , miembro de ACM [1] e IEEE [2] , y profesor de Ciencias de la Computación del Carnegie Group en la Universidad Carnegie Mellon (CMU). [3]
Mahadev Satyanarayanan (Satya) | |
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Nació | 1953 |
alma mater | Universidad Carnegie Mellon (Ph.D.) , IIT Madras (M.Tech., B.Tech.) |
Conocido por | Andrew Sistema de archivos Sistema de archivos Coda Computación móvil Computación de borde |
Premios | Premio ACM Software System Award ACM SIGOPS Hall of Fame Award ACM SIGMOBILE Premio a la prueba del tiempo ACM Fellow IEEE Fellow |
Carrera científica | |
Campos | Computación perimetral , Computación móvil , Internet de las cosas , Sistemas de archivos distribuidos |
Instituciones | Universidad de Carnegie mellon |
Tesis | Una metodología para modelar sistemas de almacenamiento y su aplicación a un sistema de archivos de red (1983) |
Asesor de doctorado | William Wulf , George G. Robertson |
Sitio web | https://www.cs.cmu.edu/~satya/ |
A él se le atribuyen muchos de los avances en informática de punta , sistemas distribuidos , informática móvil , informática generalizada e Internet de las cosas . Su investigación se centra en los desafíos de rendimiento, escalabilidad, disponibilidad y confianza en los sistemas informáticos desde la nube hasta el perímetro móvil .
Su trabajo en Andrew File System (AFS) fue reconocido con el prestigioso premio ACM Software System Award en 2016 y el ACM SIGOPS Hall of Fame Award en 2008 por su excelente ingeniería e impacto duradero. Su trabajo en la operación desconectada en Coda File System recibió el premio ACM SIGOPS Hall of Fame en 2015 y el premio inaugural ACM SIGMOBILE Test-of-Time Award en 2016.
Se desempeñó como presidente del programa fundador del IEEE / ACM Symposium on Edge Computing [4] y los talleres HotMobile , [5] el editor en jefe fundador de IEEE Pervasive Computing , [6] y el editor de área fundador de la síntesis Serie sobre informática móvil y generalizada . [7] Además, fue director fundador de Intel Research Pittsburgh [8] y asesor de la empresa Maginatics, que fue adquirida por EMC en 2014. [9]
Tiene una licenciatura y una maestría del Instituto Indio de Tecnología, Madrás en 1975 y 1977, y su Ph.D. en Ciencias de la Computación de CMU en 1983.
Andrew Sistema de archivos
Satya fue un arquitecto principal e implementador del Andrew File System (AFS) , el precursor técnico de los sistemas de almacenamiento modernos basados en la nube. AFS se ha implementado continuamente en CMU desde 1986, a una escala de muchos miles de usuarios. Desde su concepción en 1983 como la infraestructura de TI unificadora de todo el campus para CMU, AFS evolucionó a través de las versiones AFS-1, AFS-2 y AFS-3. A mediados de 1989, AFS-3 fue comercializado por Transarc Corporation y su evolución continuó fuera de CMU. Transarc fue adquirida por IBM y AFS se convirtió en un producto de IBM durante varios años. [10] En 2000, IBM lanzó el código a la comunidad de código abierto como OpenAFS . [11] Desde su lanzamiento como OpenAFS, el sistema se ha seguido utilizando en muchas empresas de todo el mundo. En la comunidad de laboratorios académicos y de investigación, OpenAFS se usa en más de 30 sitios en los Estados Unidos (incluidos CMU , MIT y Stanford ) y en docenas de sitios en Europa, Nueva Zelanda y Corea del Sur. Muchas empresas globales han utilizado OpenAFS, incluidas Morgan Stanley , Goldman Sachs , Qualcomm , IBM , United Airlines , Pfizer , Hitachi , InfoPrint y Pictage.
Durante un período de 30 años, AFS ha sido una influencia fundamental en la investigación académica y la práctica comercial en sistemas de almacenamiento de datos distribuidos para datos no estructurados. Su enfoque de la emulación del sistema de archivos nativo, el almacenamiento en caché de archivos escalable, la seguridad basada en el control de acceso y la administración del sistema escalable han demostrado ser de valor duradero en el intercambio de información a escala empresarial. Los principios de diseño que se descubrieron y validaron inicialmente en la creación y evolución de AFS han influido prácticamente en todos los sistemas de archivos distribuidos comerciales modernos, incluidos Microsoft DFS, Google File System , Luster File System , Ceph y NetApp ONTAP. Además, AFS inspiró la creación de DropBox, cuyos fundadores utilizaron AFS como parte del Proyecto Athena en el MIT. [12] También inspiró la creación de Maginatics, una empresa de nueva creación asesorada por Satya que proporciona almacenamiento conectado a la red en la nube para entornos distribuidos. El estándar de protocolo del sistema de archivos de red NFS v4 ha sido ampliamente informado por las lecciones de AFS. En 2016, AFS recibió el prestigioso premio ACM Software System Award . [13] Anteriormente, ACM reconoció la importancia de AFS al incluir un artículo clave en el Salón de la Fama de ACM SIGOPS. Los trabajos de AFS en 1985 y 1987 también recibieron premios de Papel Sobresaliente en el Simposio ACM sobre Principios de Sistemas Operativos .
Sistema de archivos Coda
En 1987, Satya comenzó a trabajar en el sistema de archivos Coda para abordar una deficiencia fundamental de los sistemas similares a AFS. [14] [15] La amplia experiencia de primera mano con la implementación de AFS en CMU mostró que los usuarios se ven gravemente afectados por fallas en el servidor y la red. Esta vulnerabilidad no es solo hipotética, sino que es un hecho de la vida en implementaciones del mundo real. Una vez que los usuarios se vuelven críticamente dependientes de los archivos almacenados en caché de los servidores, una falla del servidor o de la red hace que estos archivos sean inaccesibles y deja a los clientes paralizados mientras dura la falla. En un sistema lo suficientemente grande, las interrupciones no planificadas de servidores y segmentos de red son prácticamente imposibles de evitar. La adopción entusiasta de la computación en la nube en la actualidad reaviva muchas de estas preocupaciones debido a la mayor dependencia de los recursos centralizados. El objetivo del proyecto Coda era preservar las muchas fortalezas de AFS, al tiempo que se reducía su vulnerabilidad a fallas. Durante más de 30 años, la investigación sobre Coda ha demostrado ser muy fructífera en la creación de nuevos conocimientos y mecanismos para el acceso de lectura y escritura seguro, escalable y resistente a fallas a información compartida por usuarios móviles y estáticos a través de redes inalámbricas y cableadas. Coda fue el primer sistema en mostrar cómo la replicación del servidor se puede combinar con el almacenamiento en caché del cliente para lograr un buen rendimiento y alta disponibilidad. Coda inventó el concepto de "operación desconectada", en el que el estado en caché de los clientes se usa para enmascarar fallas en la red y el servidor. Coda también demostró una operación de conexión débil adaptativa al ancho de banda en redes con ancho de banda bajo, latencia alta o fallas frecuentes. El uso de Coda de la replicación optimista, [16] intercambiando consistencia por disponibilidad, fue controvertido cuando se introdujo. Hoy en día, es una práctica estándar en todos los sistemas de almacenamiento de datos para entornos móviles. Coda también fue pionera en el concepto de almacenamiento en caché translúcido, [17] que equilibra la transparencia total del almacenamiento en caché clásico con la visibilidad del usuario necesaria para lograr una buena experiencia de usuario en redes con problemas de ancho de banda. Los conceptos de Coda de acaparamiento, reintegración y resolución de conflictos específicos de la aplicación se encuentran en las capacidades de sincronización en la nube de prácticamente todos los dispositivos móviles actuales. Microsoft incorporó ideas clave de Coda en el componente IntelliMirror [18] de Windows 2000 y en el modo de intercambio en caché de Outlook 2003 . [19] Los artículos relacionados con Coda recibieron premios por trabajos sobresalientes en el Simposio ACM de 1991 [14] y 1993 sobre principios de sistemas operativos . En 1999, Coda recibió el premio LinuxWorld Editor's Choice Award . Una retrospectiva narrativa de 2002, " The Evolution of Coda " [20] rastrea su evolución y las lecciones aprendidas de ella. Más tarde, el impacto duradero de Coda fue reconocido con el premio ACM SIGOPS Hall of Fame en 2015 [21] y el premio inaugural ACM SIGMOBILE Test-of-Time Award en 2016. [22]
Odyssey: Adaptación con reconocimiento de aplicaciones para aplicaciones móviles
A mediados de la década de 1990, Satya inició el proyecto Odyssey para explorar cómo deberían extenderse los sistemas operativos para admitir futuras aplicaciones móviles. Mientras que Coda respaldaba la movilidad de una manera transparente a las aplicaciones, Odyssey exploró el espacio de los enfoques de movilidad que tienen en cuenta las aplicaciones. El ancho de banda y la energía de la red inalámbrica (es decir, la duración de la batería) fueron dos de los principales desafíos de recursos que enfrentan las aplicaciones móviles. Odyssey inventó el concepto de adaptación basada en aplicaciones y mostró cómo la interfaz de llamadas del sistema al sistema operativo Unix podría extenderse para admitir esta nueva clase de aplicaciones móviles, como la entrega de video y el reconocimiento de voz. Odyssey imaginó una asociación de colaboración entre el sistema operativo y las aplicaciones individuales. En esta asociación, el sistema operativo monitorea, controla y asigna recursos escasos, como el ancho de banda y la energía de la red inalámbrica, mientras que las aplicaciones individuales negocian con el sistema operativo sobre sus requisitos de recursos y modifican el comportamiento de la aplicación para ofrecer la mejor experiencia de usuario que se puede lograr en las condiciones actuales de recursos. . Los artículos de la Odisea de 1997 [23] y 1999 [24] sobre la adaptación consciente de las aplicaciones y la adaptación consciente de la energía en el Simposio ACM sobre principios de sistemas operativos han demostrado ser muy influyentes. Los conceptos de algoritmos de fidelidad múltiple y gestión de recursos predictivos que surgieron de este trabajo también han demostrado ser influyentes.
Aura: descarga en la nube para IoT
A finales de la década de 1990, Satya inició el Proyecto Aura en colaboración con los colegas de la facultad de CMU David Garlan , Raj Reddy , Peter Steenkiste, Dan Siewiorek y Asim Smailagic. El desafío al que se enfrentó este esfuerzo fue reducir la distracción humana en entornos informáticos móviles y omnipresentes, reconociendo que la atención humana no se beneficia de la Ley de Moore, mientras que los recursos informáticos sí. Esto conduce directamente a la noción de computación invisible, que es paralela a la caracterización de Mark Weiser de una tecnología ideal como una que desaparece. La visión de Aura demostró ser un excelente impulsor de la investigación en computación móvil y omnipresente en áreas como la búsqueda cibernética , la computación consciente de la ubicación, la conciencia energética y la adaptación a nivel de tareas. En particular, el artículo de 1997 " Adaptación ágil con reconocimiento de aplicaciones para la informática móvil " [23] fue pionero en la "descarga en la nube", en la que los dispositivos móviles transmiten datos de sensores procesados a un servicio en la nube para su posterior análisis a través de una red inalámbrica. Una encarnación moderna de esta idea es el reconocimiento de voz con Siri . Específicamente, la voz de un usuario es capturada por un micrófono, preprocesada y luego enviada a un servicio en la nube que convierte la voz en texto. Satya continúa realizando investigaciones relacionadas con IoT. Describió retrospectivamente el camino evolutivo desde su trabajo inicial hasta los sistemas móviles y de IoT basados en la nube de hoy en " Breve historia de la descarga en la nube: un viaje personal desde la odisea a través de la búsqueda cibernética hasta las nubes ". [25]
Reflexionando sobre la visión de Aura y la experiencia de implementación de IoT hasta la fecha, Satya escribió un artículo invitado en 2001 titulado " Computación generalizada: visión y desafíos " . [26] Este ha demostrado ser su trabajo más citado según Google Scholar, y continúa siendo recibir más de 100 citas cada año. Los conceptos discutidos en este documento han inspirado directamente la visión popular actual de un "Internet de las cosas (IoT)". En 2018, este artículo visionario fue reconocido por el premio ACM SIGMOBILE Test-of-Time .
Suspender / reanudar Internet (ISR): escritorio virtual
Sobre la base de la tecnología de máquina virtual (VM) VT recientemente disponible de Intel en 2001, ISR [27] representa una capacidad similar a AFS para máquinas virtuales de origen en la nube. En lugar de simplemente entregar archivos, ISR permite que los entornos informáticos completos (incluido el sistema operativo y todas las aplicaciones) se entreguen desde la nube con perfecta fidelidad a través del almacenamiento en caché bajo demanda hasta los límites de Internet. El documento de junio de 2002 que presentó el concepto de ISR fue el primero en articular el concepto de computación móvil manos libres de área amplia con una "computadora portátil de cero libras". El concepto de ISR ha demostrado ser muy influyente en la comunidad de investigación de la informática móvil, generando esfuerzos de investigación relacionados en la industria y el mundo académico. Una serie de implementaciones (ISR-1, ISR-2, ISR-3 y OpenISR) y las implementaciones asociadas de ISR en CMU han investigado las compensaciones de implementación en este espacio y han demostrado la viabilidad del mundo real de esta tecnología. El proyecto ISR inspiró software comercial como Citrix XenDesktop y Microsoft Remote Desktop Services, comúnmente conocido como Virtual Desktop Infrastructure (VDI) . Desde entonces, la industria de VDI se ha convertido en una industria de miles de millones de dólares. [28]
Olive: Fidelidad de ejecución para archivado de software
El trabajo en ISR inspiró el proyecto Olive, [29] una colaboración entre la informática y las comunidades de bibliotecas digitales. Uno de los principales desafíos del archivo digital es la capacidad de preservar y reproducir con precisión el contenido ejecutable a lo largo de períodos de tiempo de muchas décadas (y eventualmente siglos). Este problema también tiene análogos en la industria. Por ejemplo, una sonda espacial de la NASA al borde del sistema solar puede tardar 30 años en llegar a su destino; El mantenimiento del software durante un período tan prolongado requiere una recreación precisa del entorno de software integrado de la sonda. Al encapsular todo el entorno de software en una VM (incluido, opcionalmente, un emulador de software para hardware ahora obsoleto), Olive conserva y reproduce dinámicamente el comportamiento de ejecución preciso del software. El prototipo de Olive demostró un archivo confiable de software que se remonta a principios de la década de 1980. El concepto de fidelidad de ejecución , introducido por Olive, ha demostrado ser muy influyente en el archivo digital.
Diamante: búsqueda no indexada de datos de alta dimensión
El proyecto Diamond [30] exploró la búsqueda interactiva de datos complejos como fotografías, videos e imágenes médicas que no han sido etiquetadas o indexadas a priori. Para estos datos no estructurados y de alta dimensión, el enfoque clásico de la indexación de texto completo no es viable: a diferencia del texto, que es de autoría humana y unidimensional, los datos de imágenes sin procesar requieren un paso de extracción de características antes de la indexación. Desafortunadamente, las características a extraer para una búsqueda determinada no se conocen a priori. Solo a través de prueba y error interactivos, con resultados parciales para guiar su progreso, un usuario puede converger en la mejor opción de funciones para una búsqueda específica. Para respaldar este flujo de trabajo de búsqueda, la plataforma OpenDiamond proporcionó una arquitectura de almacenamiento para la búsqueda basada en descartes que canaliza el control del usuario, la extracción de características y el cálculo de indexación por objeto y el almacenamiento en caché de resultados. Como se documenta en un documento de 2010 , las cargas de trabajo de E / S generadas por las búsquedas de Diamond difieren significativamente de las cargas de trabajo de indexación bien entendidas como Hadoop, con importantes implicaciones para los subsistemas de almacenamiento. Las capacidades de búsqueda únicas de Diamond atrajeron un interés significativo en las comunidades de investigación médica y farmacéutica. Los investigadores de estas comunidades colaboraron en la creación de aplicaciones basadas en Diamond para dominios como radiología (detección de cáncer de mama), patología y dermatología (diagnóstico de melanoma), descubrimiento de fármacos (detección de anomalías) y genética craneofacial (detección genética del síndrome del labio leporino). El trabajo en Diamond y el software asociado estimuló una amplia colaboración entre el grupo de investigación de Satya en CMU y Health Sciences en la Universidad de Pittsburgh. La colaboración con patólogos condujo al diseño e implementación de OpenSlide [31], una biblioteca de código abierto neutral para el proveedor para patología digital . OpenSlide es utilizado hoy por muchas organizaciones académicas e industriales en todo el mundo, incluidos muchos sitios de investigación en los Estados Unidos que están financiados por los Institutos Nacionales de Salud y compañías como HistoWiz .
Elijah: Edge Computing
Satya fue pionero en la informática de borde con la publicación en 2009 del artículo " El caso de los Cloudlets basados en VM en la informática móvil ", y sus esfuerzos de investigación consiguientes en el Proyecto Elijah . [32] Este documento es ahora ampliamente reconocido como el manifiesto fundacional de la informática de borde y ha demostrado ser muy influyente en la configuración de pensamientos y acciones. Fue escrito en estrecha colaboración con Victor Bahl de Microsoft, Roy Want de Intel (ahora en Google), Ramon Caceres de AT&T (también en Google ahora) y Nigel Davies de la Universidad de Lancaster . Este documento introdujo el concepto de cloudlets , que son pequeños centros de datos ubicados en el borde de la red. Como un nuevo nivel de computación entre los dispositivos móviles y la nube, tienen poderosos recursos computacionales y una excelente conectividad a los dispositivos móviles, generalmente a solo un salto inalámbrico de distancia. Su baja latencia y su gran ancho de banda para los usuarios móviles y los sensores los convierten en ubicaciones ideales para descargar la computación. Una descripción detallada del origen del artículo y el concepto de cloudlet se describe en la retrospectiva de 2014, " Una breve historia de la descarga de nubes: un viaje personal desde la odisea a través de la búsqueda cibernética hasta los Cloudlets ".
La informática de borde se ha convertido ahora en uno de los temas más candentes en la industria y el mundo académico. Es particularmente relevante para los casos de uso de dispositivos móviles y de IoT en los que una cantidad significativa de datos de sensores en vivo deben procesarse intensamente en tiempo real. Muchas aplicaciones en dominios como VR / AR , automatización de fábricas y vehículos autónomos exhiben dicho flujo de trabajo. Por ejemplo, los cascos de realidad virtual comerciales de alta calidad, como Oculus Rift y HTC Vive , [33] requieren conexión a una computadora de escritorio equipada con GPU. Esta conexión tiene un impacto negativo en la experiencia del usuario. Por otro lado, los dispositivos sin ataduras sacrifican la calidad del entorno virtual. Básicamente, estas aplicaciones sensibles a la latencia, que consumen muchos recursos y un gran ancho de banda no pueden ejecutarse solo en dispositivos móviles debido a una potencia informática insuficiente, ni pueden ejecutarse en la nube debido a la latencia prolongada de la red. Solo la informática de borde puede romper este punto muerto.
Los conceptos de síntesis de VM [34] y transferencia de VM [35] fueron concebidos y demostrados en Elijah, lo que llevó a la implementación de referencia de OpenStack ++ [36] de la infraestructura de software cloudlet. La Open Edge Computing Initiative es una colección de empresas que trabajan en estrecha colaboración con CMU para construir un ecosistema abierto para la informática de borde. [37]
Gabriel: asistencia cognitiva usable
En 2004, Satya escribió el artículo de pensamiento " Aumento de la cognición " que imaginaba un mundo en el que los humanos recibían una guía útil en tiempo real sobre las tareas cotidianas de dispositivos portátiles cuyas capacidades se amplifican con servidores informáticos cercanos. Una década más tarde, con la aparición de la informática de punta y la disponibilidad comercial de dispositivos portátiles como Google Glass y Microsoft Hololens, los requisitos previos para hacer realidad esta visión estaban al alcance de la mano. Satya inició el Proyecto Gabriel [38] para explorar este nuevo género de aplicaciones, que combinan la apariencia de la realidad aumentada (AR) con algoritmos asociados con la inteligencia artificial (IA). El documento de 2014 " Towards Wearable Cognitive Assistance " describe la plataforma Gabriel para dicha aplicación. Muchas aplicaciones (como una para ensamblar una lámpara de mesa IKEA [39] ) se han creado en la plataforma Gabriel, y los videos de ellas están disponibles aquí . En estas aplicaciones, un usuario usa unas gafas inteligentes montadas en la cabeza que capturan continuamente acciones y alrededores desde un punto de vista en primera persona. En tiempo real, el flujo de video se transmite a un cloudlet y se analiza para identificar el estado del ensamblaje. Luego se generan instrucciones audiovisuales para demostrar un procedimiento posterior o para alertar y corregir un error. En 2016, CBS 60 minutos cubrió el proyecto Gabriel en una edición especial sobre Inteligencia Artificial . [40] [41]
Referencias
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enlaces externos
- Página de inicio de Mahadev Satyanarayanan
- Coda / Odyssey
- Aura
- Suspender / Reanudar Internet
- Proyectos Elijah y Gabriel