Descrizione del modulo "Sviluppo di metodi matematici e statistici e del relativo software orientato al grid computing (ICT.P11.007.001)"

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  • Descrizione del modulo "Sviluppo di metodi matematici e statistici e del relativo software orientato al grid computing (ICT.P11.007.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Le ricerche oggetto della commessa soddisfano i seguenti bisogni collettivi di tipo generale: - miglioramento della qualità della vita - miglioramento delle previsioni meteorologiche e in generale della qaulità dell'ambiente circostante (literal)
Tematiche di ricerca
  • La ricerca si propone di sviluppare metodi matematici e statistici che i) abbiano un solido fondamento teorico con proprietà ottimali; ii) si traducano in algoritmi efficienti sull'architettura cluster dell'IAC; iii) abbiano un elevato grado di fruibilità da remoto. I metodi e relativi algoritmi verranno principalmente utilizzati per le seguenti applicazioni che richiedono attrezzature avanzate di calcolo per la complessità computazionale intrinseca e/o l'utilizzo di grosse moli di dati: i) telerilevamento (analisi di dati rilevati da sensori a bordo di satelliti per la classificazione di immagini o l'inferenza di variabili geofisiche); ii) genetica (analisi di dati misurati da microarray e modelli genetici per le popolazioni isolate) L'applicazione delle metodologie matematiche e statistiche a più settori delle scienze applicate consente di minimizzare l'investimento di risorse per il loro sviluppo e di sfruttare le ricadute reciproche di risultati per il miglioramento delle metodologie. (literal)
Competenze
  • All'interno della commessa sono presenti numerose e diverse competenze appropriate alle ricerche: - Metodi statistici per l'analisi di dati: regressione non parametrica, riduzione della dimensionalità, test di ipotesi, analisi discriminante, analisi delle componenti indipendenti, selezione delle variabili, serie temporali, utilizzo delle wavelets - Metodi numerici per problemi inversi, interpolazione, equazioni differenziali, equazioni integrali, formule di quadratura - Metodi dell'economia: Modelli per la gestione del rischio attuariale e finanziario - Metodi della fisica matematica: Sviluppo di modelli, stabilità, soluzioni asintotiche - Metodi dell'analisi matematica: Problemi variazionali, disuguaglianze, spazi funzionali - Strutture di calcolo avanzate: Installazione e gestione di cluster. Ambiente Rocks - Software: Sistema Operativo Linux, Compilatori C++, Fortran, Java per Linux e Windows - Software avanzato di calcolo scientifico: Matlab, Mathematica, R, libreria NAG - Applicazioni: Telerilevamento, Sistema Scolastico (literal)
Obiettivi
  • - Migliorare la conoscenza dell'ambiente terrestre attraverso l'uso di dati satellitari per scopi meteorologici ed ambientali - Sviluppare metodologie matematiche e statistiche secondo il paradigma dell'e-Science per la loro condivisione su reti greograficamente distribuite - Sviluppare software in un'ottica di \"Workflow Management\" per la sua facile accessibilità per utenti non esperti - Salvaguardare gli investimenti effettuati nello sviluppo degli algoritmi in ambienti di calcolo di alto livello quali Matlab o R, diffusissimi nella comunità scientifica, costruendo delle interfacce tra il software sviluppato e gli ambienti di Workflow Management - Inserire il cluster dell'IAC nelle reti grid nazionali ed internazionali. (literal)
Stato dell'arte
  • L'integrazione delle strutture hardware distribuite geograficamente per la condivisione e l'utilizzo di dati e software per applicazioni scientifiche, nota sotto l'etichetta di e-Science, rappresenta l'infrastruttura di prossima generazione che consentirà la collaborazione globale nelle aree scientifiche. Le applicazioni oggi maggiormente critiche saranno rese più veloci e più semplici; in più sarà possibile affrontare nuove problematiche oggi impensabili, quali applicazioni dinamiche adattive guidate dai dati (DDDAS), particolarmente quelle in tempo reale, simulazioni matematiche ad altissima risoluzione, ecc. Sono sempre più numerosi i campi delle scienze applicate dove i metodi matematici e statistici contribuiscono in modo significativo alla risoluzione di problemi sempre più complessi, grazie all'aumento delle prestazioni dei sistemi di calcolo e alla crescente risoluzione spaziale, temporale e spettrale con cui gli strumenti di misura sono in grado di misurare quantità fisiche. (literal)
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