Construção de um cluster de baixo custo utilizando tv boxes descaracterizadas

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dc.contributor.advisor-co1FONSECA, Wellington da Silva
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5066230825214516
dc.contributor.advisor-co1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-2602-1964
dc.contributor.advisor1SOUSA, Antonio Roniel Marques de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6653575772349445
dc.contributor.advisor1ORCIDhttps://orcid.org/0009-0002-0298-486X
dc.creatorFARIAS, Aleqssandro Alexandre de Oliveira
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5395313779481865
dc.creator.ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-5953-3448
dc.date.accessioned2026-04-27T14:24:38Z
dc.date.available2026-04-27T14:24:38Z
dc.date.issued2026-02-27
dc.description.abstractThe digital transformation of industry has increased the demand for professionals capable of working with modeling, simulation, and intensive data processing, making High-Performance Computing (HPC) a strategic competence in engineering education. However, the high cost of infrastructure and the limited resources available in educational iinstitutions hinder access to clustered environments and the practical development of these skills. In this context, this Course Work presents the construction of a low-cost cluster using TV Boxes originating from Federal Revenue seizures in the fight against piracy, reused after a repurposing process. The development included the deployment of an embedded Linux system compatible with the ARM architecture, through the creation of a hybrid image based on Armbian with the Debian 11 distribution, boot adjustments, and the recovery of firmware and libraries from the original Android system via UART to ensure hardware support. Subsequently, the cluster architecture was implemented with a Head Node and Compute Nodes, featuring file sharing via NFS and workload and queue management through OpenPBS. To increase compatibility and portability of these AArch64-based systems, multiphysics simulation applications such as ElmerFEM and OpenFOAM were made available in containerized form via Apptainer, enabling distributed execution and reproducing a typical HPC workflow. As a result, the cluster is consolidated as a didactic tool to democratize high-performance computing education, bringing students closer to real practices of scheduling, parallelism, and numerical simulation.
dc.description.resumoA transformação digital da indústria tem ampliado a demanda por profissionais capazes de atuar com modelagem, simulação e processamento intensivo de dados, o que torna a Computação de Alto Desempenho (HPC) uma competência estratégica na formação em Engenharia. Entretanto, o alto custo de infraestrutura e a limitação de recursos em instituições de ensino dificultam o acesso a ambientes clusterizados e ao desenvolvimento prático dessas habilidades. Nesse contexto, este Trabalho de Curso apresenta a construção de um cluster de baixo custo a partir do reaproveitamento de TV Boxes, oriundas de apreensões da Receita Federal no combate à pirataria, após processo de descaracterização.O desenvolvimento contemplou a implantação de um Linux embarcado compatível com arquitetura ARM, por meio da geração de uma imagem híbrida baseada em Armbian com a distribuição Debian 11, ajustes de boot e recuperação de firmwares e bibliotecas do Android via UART para garantir suporte ao hardware. Em seguida, implementou-se a arquitetura do cluster com Head Node e Compute Nodes, com compartilhamento de arquivos via NFS e gerenciamento de filas e carga de trabalho por OpenPBS. Para aumentar compatibilidade e portabilidade desses sistemas com arquitetura AArch64, foram realizadas aplicações de simulação multifísica como ElmerFEM e OpenFOAM,disponibilizadas de forma conteinerizada via Apptainer, permitindo execução distribuída e reprodução de um fluxo típico de HPC. Dessa forma, o cluster se consolida como ferramenta didática para democratizar o ensino de computação de alto desempenho, aproximando os discentes de práticas reais de escalonamento, paralelismo e simulação numérica.
dc.identifier.citationFARIAS, Aleqssandro Alexandre de Oliveira. Construção de um cluster de baixo custo utilizando tv boxes descaracterizadas. Orientador: Antonio Roniel Marques de Sousa. 2026. 58 f. Trabalho de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica e Biomédica) – Faculdade de Engenharia Elétrica e Biomédica, Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2026. Disponível em: https://bdm.ufpa.br/handle/prefix/9484. Acesso em:.
dc.identifier.urihttps://bdm.ufpa.br/handle/prefix/9484
dc.rightsAcesso Aberto
dc.source.uriDisponível via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
dc.subjectComputação de alto desempenho
dc.subjectCluster
dc.subjectTV box
dc.subjectLinux embarcado
dc.subjectDescaracterização
dc.subjectOpenPBS
dc.subjectApptainer
dc.subjectHigh-performance computing
dc.subjectCluster
dc.subjectTV box
dc.subjectEmbedded Linux
dc.subjectRepurposing
dc.subjectOpenPBS
dc.subjectApptainer
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
dc.titleConstrução de um cluster de baixo custo utilizando tv boxes descaracterizadas
dc.typeTrabalho de Curso - Graduação - Monografia

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Faculdade de Engenharia Elétrica e Biomédica - FEEB/ITEC
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