Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Bachelor's Thesis
Author of thesis: Marcel Feiler
Acad. year: 2025/2026
Supervisor: Ing. Marta Jaroš, Ph.D.
Reviewer: prof. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D.
This bachelor's thesis deals with extending the k-Dispatch system with support for Microsoft Azure cloud infrastructure. k-Dispatch is a workflow management system for biomedical ultrasound simulations developed by the SC@FIT research group at Brno University of Technology. It is commercially deployed as part of the k-Plan tool by BrainBox, Ltd. Currently, the system supports simulation execution on the on-premise HPC clusters Karolina and Barbora at IT4Innovations, which limits both the geographic availability and the capacity of computational resources. The thesis analyses available Microsoft Azure cloud services with respect to their suitability for integration with the existing k-Dispatch architecture and identifies Azure CycleCloud as the optimal solution for cloud-based HPC cluster deployment. Based on this analysis, a communication module connecting k-Dispatch with the cloud infrastructure is designed and implemented through the same abstract interface used by the existing IT4Innovations backends. The solution further includes a desktop administration application called k-CloudManager for provisioning and management of Azure infrastructure, automating the deployment of virtual machines, the creation of Slurm clusters, and the preparation of the software environment including MATLAB Runtime. The functionality is validated through the integration of a real neurostimulation workflow consisting of seven tasks using the k-Wave simulator. The result is an extension of supported computational backends of the k-Dispatch system from exclusively on-premise clusters to elastic cloud infrastructure, which increases geographic accessibility and capacity flexibility for clinical users.
high-performance computing, cloud computing, Microsoft Azure, Azure CycleCloud, Slurm, workflow management system, biomedical simulations, ultrasound, k-Dispatch, k-Wave, remote machine, elastic resource allocation, multi-cloud, HPC-as-a-Service
Date of defence
15.06.2026
Result of the defence
Defended (thesis was successfully defended)
Grading
A
Process of defence
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A.
Topics for thesis defence
Language of thesis
Slovak
Faculty
Fakulta informačních technologií
Department
Department of Computer Systems
Study programme
Information Technology (BIT)
Composition of Committee
doc. RNDr. Milan Češka, Ph.D. (předseda) doc. Ing. Jan Kořenek, Ph.D. (místopředseda) Ing. Zdeněk Materna, Ph.D. (člen) Ing. Miloš Musil, Ph.D. (člen) Ing. Martin Hrubý, Ph.D. (člen)
Supervisor’s reportIng. Marta Jaroš, Ph.D.
Bakalářská práce splnila stanovené cíle. Realizované řešení je technicky kvalitní, přehledné a dobře zdokumentované. Velice kladně hodnotím přístup studenta k návrhu aplikace. Pozitivně také hodnotím, že celý vývoj probíhal v repozitáři GitLab, kód disponuje přehlednou strukturou, je řádně komentovaný a opatřen přehlednou dokumentací.
Práce byla prezentována formou posteru na mezinárodní konferenci HPCSE.
Zadání bakalářské práce hodnotím jako středně obtížné. Přesto je třeba zdůraznit, že kvalitní zvládnutí cloudových služeb Microsoft Azure, jejich konfigurace a správného nasazení v kontextu HPC výpočtů vyžaduje značné úsilí a technické znalosti. Práce tematicky navazuje na výzkumné aktivity v rámci skupiny SC@FIT a má přímou vazbu na aplikace v medicínském prostředí, což zvyšuje její praktickou hodnotu.
Z hlediska technického řešení hodnotím výsledek velmi pozitivně. Student vytvořil funkční komunikační modul umožňující propojení systému k-Dispatch s MS Azure pomocí služby CycleCloud, navrhl a implementoval nástroje pro nasazení a správu cloudové infrastruktury, včetně desktopové aplikace pro alokaci a správu prostředků. Funkčnost řešení byla ověřena prostřednictvím automatizovaných testů a demonstrační aplikace.
Úroveň textové části hodnotím také velmi pozitivně. Text je obsahově vyčerpávající, porovnává různé cloudové služby, a to i z hlediska ceny a vhodnosti pro cílové úlohy. Dále detailně popisuje návrh a implementaci aplikace včetně myšlenek, které vedly k zásadním rozhodnutím. Práce byla prezentována formou posteru na mezinárodní konferenci HPCSE.
Práci s literaturou hodnotím pozitivně. Zaměření práce vede k využití zejména webových zdrojů a dokumentace, student však dostatečně zvládl zakomponovat i jiné publikace.
Konzultace ke zpracování práce probíhaly osobně. V zimním semestru se uskutečňovaly pravidelně každé dva týdny, v letním semestru pak s týdenní frekvencí. Student byl na konzultace vždy dobře připraven, během práce postupoval samostatně a systematicky. Během zpracování práce nevznikly závažné technické ani organizační problémy. Student práci průběžně vyvíjel v repozitáři a postup práce dokumentoval pomocí systému Issues. Student rovněž průběžně pracoval na textu práce.
Student prokázal vysokou pracovní aktivitu a důslednost při zpracování rozsáhlého textu. Na textu bylo pracováno průběžně v průběhu letního semestru. Práce byla dokončena v předstihu a student zvládl zakomponovat všechny komentáře.
Práce byla prezentována formou posteru na mezinárodní konferenci HPCSE 2026.
Grade proposed by supervisor: A
Reviewer’s reportprof. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D.
Předložená práce představuje velmi rozsáhlé programátorské dílo, které svou kvalitou implementace, dokumentace i testování odpovídá spíše diplomové práci. Na technické zprávě je nutné vyzdvihnout především srozumitelnost, pragmatičnost a dobrou orientaci v dané problematice, včetně jasného a logického komentáře k provedeným rozhodnutím. Výsledky práce již byly publikovány ve formě posteru a pracuje se na jejich nasazení v komerčním produktu. Celkově práci hodnotím jako velmi zdařilou a jednoznačně ji doporučuji k obhajobě. Navrhuji hodnocení stupněm A.
Evaluation level: obtížnější zadání
Cílem bakalářské práce byla integrace cloudových služeb Microsoft Azure do systému k-Dispatch, který poskytuje medicínské výpočty formou Software-as-a-Service. Student musel nastudovat možnosti cloudu Azure a jeho rozhraní. Na základě získaných informací rozšířil systém k-Dispatch o možnost pracovat s touto cloudovou službou. Dále vytvořil dvě aplikace pro správu clusteru, a to aplikaci pro příkazovou řádku a aplikaci s grafickým uživatelským rozhraním.
Přestože zadání bylo průměrně obtížné, student si práci z vlastní iniciativy ztížil, a proto považuji její pracnost za nadstandardní.
Prezentační úroveň technické zprávy je velmi dobrá. Práce obsahuje všechny potřebné informace i implementační detaily. Velmi kladně hodnotím krátké shrnutí na konci každé kapitoly a logické zdůvodnění učiněných rozhodnutí.
Na druhou stranu se některé části kapitol 4 a 5 opakují. Čtenář může mít v sekci věnované implementaci pocit, že totéž již četl v části popisující návrh. Zde by bylo možné práci zkrátit.
Poměrně nešťastné je umístění screenshotů aplikace až do části věnované implementaci, protože čtenář si do té doby jen obtížně představuje, jak grafické rozhraní vlastně vypadá. Samotná velikost screenshotů a především volba tmavého vzhledu činí obrázky ve vytištěné podobě téměř nečitelné. V textu je několikrát odkazováno na nativní prostředí Microsoft Azure sloužící k administraci clusterů. Je škoda, že zde není přiložen alespoň jeden snímek vytvořeného clusteru.
Přestože si jazykovou stránku práce netroufám hodnotit, jelikož je napsána ve slovenštině, nezaznamenal jsem žádné rušivé prvky. Celkově je práce po typografické stránce velmi pěkná, až na přibližně dvě špatná zalomení řádků.
Realizační výstup je velmi kvalitní. Svým rozsahem se blíží spíše diplomové než bakalářské práci. V rámci práce vznikl nejen modul pro k-Dispatch, ale také dvě varianty aplikace pro správu clusterů: jedna určená pro příkazovou řádku a druhá realizovaná jako dashboard s grafickým rozhraním. Na práci je nutné vyzdvihnout také kvalitní testování na úrovni jednotek, integrační testování s Microsoft Azure i výkonové testování na reálných úlohách. Zdrojové kódy jsou velmi přehledné a dobře dokumentované. Práce mi byla předvedena a s jejím vzhledem, ovládáním i funkčností jsem byl velmi spokojen.
Výsledky práce již byly publikovány na konferenci HPCSE 2026 a aktuálně probíhá finální integrace do systému k-Dispatch. Očekávané nasazení do praxe je v průběhu příštích šesti měsíců.
Evaluation level: zadání splněno a práce obsahuje podstatná rozšíření
Zadání bylo splněno. Dle názoru oponenta práce obsahuje výrazná rozšíření v podobě grafické aplikace pro správu clusterů a propracovaného testování.
Evaluation level: přesahuje obvyklé rozmezí
Práce přesahuje obvyklý rozsah. Je to dáno velmi podrobným popisem vlastního řešení a rešerše aktuálního stavu, ale především množstvím praktických příloh, které výrazně zlepšují pochopení návrhu, a detailním uživatelským manuálem.
Autor cituje poměrně velké množství zdrojů. Je sice pravda, že většinu tvoří odkazy na internetové manuály, a stálo by za to zmínit také podobné aplikace, pokud existují. Celkově je ale výběr i množství citací více než dostačující a vlastní práce je zcela jasně oddělena od převzatých informací.
Grade proposed by reviewer: A
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová