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CRESCO – Kick-off meeting LA II – 23 maggio 2006CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 12 febbraio 2007 migliori@enea.it

ITALIAN NATIONAL AGENCYFOR NEW TECNOLOGY, ENERGY

AND THE ENVIRONMENT

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CRESCO – Centro Computazionale di

RicErca sui Sistemi Complessi

Programma Operativo Nazionale 2000-2006 “Ricerca Scientifica, Sviluppo Tecnologico, Alta Formazione”

Misura II.2 “Società dell’Informazione per il Sistema Scientifico Meridionale”Azione a – Sistemi di calcolo e simulazione ad alte prestazioni

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Il Progetto CRESCOCentro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi

Obiettivi infrastrutturali•Realizzazione di un Polo di calcolo di eccellenza presso il Centro ENEA di Portici•Sviluppo di una nuova classe di funzionalità innovative di GRID Computing

Obiettivi applicativi•Implementazione di soluzioni innovative di GRID computing per le attività di R&S di punta dell’ENEA che richiedano l’utilizzo di risorse computazionali estremamente importanti.•Studio di oggetti biologici dal punto di vista “sistemico” e di sistemi naturali secondo il paradigma dei sistemi complessi•Studio di sistemi tecnologici e sociali complessi e delle loro mutue interazioni, realizzazione di strumenti per il modelling, la simulazione e il controllo

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Potenziamento delle funzioni tradizionali dell’ENEA

•la ricerca - Supporto (di tipo sia capacity che capability), attraverso l’utilizzo dell’infrastruttura di calcolo, ad attività di ricerca già in corso di svolgimento nell’Ente nell’ambito delle linee programmatiche esistenti. Tali attività potranno anche avere una focalizzazione di natura industriale

•la formazione – Potenziamento delle attività di formazione, in collaborazione con alcune sedi universitarie, al fine di supportare la diffusione delle metodologie sviluppate all’interno del Polo Multidisciplinare negli ambiti tematici oggetto di studio e ricerca. Ricadute anche nella creazione di percorsi formativi adatti al successivo reclutamento di personale

•il trasferimento tecnologico – Attivazione di percorsi e strumenti per favorire l’applicazione industriale delle tecnologie sviluppate, anche ricorrendo alla collaborazione di partner idonei (“industrial-exploitation partner”).

Il Progetto CRESCOCentro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi

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ICT – SCENARIO EVOLUTIVO

Evoluzione nel tempo dei computer ad alte prestazioni

ENEA

ENEA (CRESCO)

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Macrostruttura del progetto

Silvio MIGLIORIResp. Scientifico

Comitato Scientifico

Sandro TAGLIENTIDirettore INFO

Andrea QUINTILIANIResp. Amministrativo

Silvio MIGLIORICoord. LA1

Vittorio ROSATO Coord. LA2

Sandro BOLOGNACoord. LA3

Comunicazione e Mktg(TBD)

Prof. Jack DongarraProf. Umberto FerrariProf. Agostino MathisProf. Salvatore TucciProf. Samuel Varnado

Direttore CAMO

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Le tre linee di attività di CRESCO

Sviluppo software per i servizi finali all’utenza

LA I Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing

LA II Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali innovativi

LA III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle reti tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze

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LA I Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing

Sottoprogetti

SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCNSP I.2 Sviluppo ed integrazione dell’architettura

GRID e di grafica 3DSP I.3 Sviluppo ed ottimizzazione di codici

applicativi in settori di R&S di puntaSP I.4 Progettazione e sviluppo di librerie per

l’implementazione efficiente e parallela di nuclei computazionali su dispositivi FPGA integrati in un ambiente GRID

SP I.5 Web archives

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SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN

• Allestimento sala Calcolo– Alimentazione Elettrica predisposta 400 KVA– Condizionamento in fase di completamento– Ambienti accessori in fase di completametento

• Allestimento Uffici nuovi ricercatori– Pronti per i nuovi arrivi

• Adeguamento connessione GARR – Il GARR ha approvato la messa a disposizione di fibre

spente;• Acquisizione Supercalcolatore

– Iniziata la fase di stesura della specifica di acquisto

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SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN

• Sala Calcolo CRESCO Portici

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SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN

Quadri elettrici ed accesso Sala controllo sistemi

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SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN

Nuovi Uffici CRESCO

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Ambiente GRID per CRESCO

• Progettazione struttura dati per le aree progettuali e inizio dell’ implementazione

• Progettazione della modalità di inserimento dei software e della documentazione relativi al progetto

• Progettazione e realizzazione di un tool di amministrazione capace di delegare la gestione delle aree progettuali

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Struttura generale dati CRESCO

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Struttura dati SPX.X CRESCO

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Struttura dati SPX.X CRESCO

Frascatii Portici AFS enea.it

Dati Sottoprogetto SP Cresco

Dati Utente Cresco

I Lanciatori multipiattaforma anno una visibilità globale unica

\afs\enea.it\project\cresco\....... AIX

SGI

Linux

Tool GRID Portale GRID

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WARC: amministratori “super” e di Sito

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WARC: amministratori di progetto

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Attività di supporto e formazione

• Create delle utenze esterne ENEA-GRID dedicate al progetto (circa 20)

• Creazione dei tutorial per l’utilizzo della GRID;

• I primi ricercatori esterni hanno iniziato a sviluppare e lavorare nell’ambiente generato;

• Creazione del sito web di progetto www.cresco.enea.it

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WARC: amministratori di progetto

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SPI.2.1 Integrazione ENEA-GRID con altre GRID

Integrazione con •EGEE

•GRID.ITMildware LCG

Integrazione con BINGRDMildware UNICORE

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SPI.2.3 Integrazione del controllo remoto di un

microscopio TEM • Realizzata l’integrazione di base, è iniziata un’attività di ricerca e sviluppo per

realizzare un laboratori virtuale per la microscopia TEM

Visualizzazione delle Immagini TEM

Tool di allineamento dati locali dati AFS

Accesso remoto per il controllo

Visualizzazione Ambientale

Videocomnicazione

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SPI.3 Sviluppo ed ottimizzazione di codici applicativi in settori di R&S di punta

• Realizzata un’analisi dei codici di massimo interesse di tipo commerciale

• Individuato come prioritari:– FLUENT** Fluidodinamica – ANSYS,ABACUS ** Strutturare– MpCCI ** Interazione fluido struttura– LS-DYNA Strutturale

(** Installati in modalità ENEA-GRID)

• Iniziati i test e personalizzazioni

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LA I.x nuove funzionalità di GRID Computing

Partner Resp. ENEA Resp. Partner

SP I.1

ENEA Ing. S. Migliori Infrastruttua

SP I.2

CRIAI

Caspur

CERI

Universita’ di Salerno

Dr. G. Bracco

Dr. G. Bracco

Dr. Podda

Ing. S. Migliori

Dr. A. Manzo

Dr. A. Maslennikov

Prof. F. Zirilli

Prof. A. Chella

SP I.3

ENEA Ing. S. Migliori

SP I.4

Ylichron SRL Ing. S. Migliori Ing. P. Palazzari

SP I.5

Universita’ di Roma “la Sapienza”

Ing. S. Migliori Prof. A. Panconesi

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LA II Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali

innovativi

Sottoprogetti

SP II.1 Simulazioni di reti biochimiche

SP II.2 Bioinformatica per la creazione di modelli di reti

metaboliche e genetiche SP II.3 Ricerca polimorfismi

SP II.4 Sviluppo di modelli numerici per analisi strutturali complesse e processi di sinterizzazione

SP II.5 Modelling molecolare

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LA III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle Reti Tecnologiche complesse e delle loro

interdipendenze

Sottoprogetti

SP III.1 Fisica delle reti complesseSP III.2 Analisi di vulnerabilità delle reti complesseSP III.3 Modelli e strumenti di supporto alla

ottimizzazione e riconfigurazione delle reti SP III.4 Modellistica delle reti complesse viste come

aggregati socio-tecnologiciSP III.5 Interdipendenza tra reti complesseSP III.6 Sistema informativo per la salvaguardia delle

infrastrutture e della popolazione

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LAII Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine

biologica e di materiali innovativi

LAIII Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle reti tecnologiche complesse e delle loro

interdipendenze

• Analisi dei macroobiettivi delle Linea di Attivita’– Individuati e definiti gli obiettivi dei Sottoprogetti– Individuati i responsabili ENEA per i Sottoprogetti

• Valutati i possibili contributi di partners esterni– Ricerca e analisi delle competenze richieste

• Accordi con i partners – Definite le partnership;– Definiti i contributi e gli accordi di collaborazione per sottoprogetto;

• Formalizzazione delle collaborazioni con contratti di ricerca– Definizione e firma di 12 Contratti di ricerca + 6 LA1– Importo impegnato per tutti i contratti circa EURO 1.400.000,000

• Avviate tutte le attività di R&S della tematica applicativa di riferimento

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LAII Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali

innovativi

Partner Resp. ENEA Resp. Partner

SP II.1

ENEA Dr. Vittorio Rosato

SP II.2

PSTS Parco Scientifico e

Tecnologico della Sicilia

Dr. Vittorio Rosato Dr. Antonio Catara

SP II.3

ENEA Dr. Vittorio Rosato

SP II.4

CETMA Dr. Vittorio Rosato Dr. Orazio Manni

SP II.5

ENEA Dr. Vittorio Rosato

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LAIII Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle reti tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze

Partner Resp. ENEA Resp. Partner

SP III.1

Universita’ di Catania Dr. Vittorio Rosato Prof. Vito Latora

SP III.2

Universita’ di Lecce

Universita’ del Piemonte OrientaleDr. Michele Minichino

Prof.ssa P. Vocca

Prof. A. Bobbio

SP III.3

Universita’ di Palermo

Universita’ di SalernoDr. Giovanni Di Poppa

Prof. A. Chella

Prof. Ciro D’Apice

SP III.4

Universita’ di Roma “Tor Vergata”

ECONADr. Adam Gadomski

Prof. M. Caramia

Prof. A. Londei

SP III.5

Universita’ di Roma “Tor Vergata”

CRIAI

Universita’ Campus BioMedico

Dr. Claudio BalducelliProf. Casalicchio

Dr. A. Manzo

Prof. R. Setola

SP III.6

In fase di definizione Dr. Della Rocca

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Assegni di ricerca per CRESCO

• L’ENEA ha esplicitato un concorso per 12 assegni di ricerca assegnati a CRESCO

• Gli assegni sono distribuiti su tutte le arre di ricerca

• I vincitori stanno completando la procedura di assegnazione e presa di lavoro a Portici. ( tipicamente riciesta di posticipazione per lasciare le attività precedenti)

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Cronogramma4 aprile 2006 – 31 dicembre 2008

Mesi 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 33 F

SP I.1 “Realizzazione del Polo di calcolo”

Progettazione degli interventi e definizione delle specifiche

Acquisizione ed installazione di sistemi HW/SW

Implementazione dei sistemi HW/SW, avvio sperimentazione

Collaudo finale dell’intera infrastruttura                                  

Tutti gli altri Sottoprogetti                                    

Progettazione delle attività di R&S nella tematica applicativa

Sviluppo di modelli e codici, realizzazione di Software applicativi

Implementazione di modelli, codici, ecc. per l’utilizzo sulla piattaforma

Produzione, elaborazione e pubblicazione dei risultati di R&S

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Integrazione con gli altri progetti

Definire un getaway ed una VO per ognuno dei progetti

CYBERSAR - Cyberinfrastructure per la ricerca scientifica e tecnologica in Sardegna – Cons. COSMOLAB /CRS4

PI2S2 - Progetto per l'implementazione e lo sviluppo di una e-infrastruttura in Sicilia basata sul paradigma della GRID – Cons. COMETA/INFN

SCOPE - Sistema cooperativo distribuito ad alte prestazioni per elaborazioni scientifiche multidisciplinari – Univ. Federico II Napoli

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Collaborazioni di CRESCO (unfunded)

Iniziati i contatti per definire i temi operativi della collaborazione

Politecnico di Milano – Dipartimento di Elettrotecnica

United States Department of State, USAOak Ridge National Laboratories, USA

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CRESCO

Centro Computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi

CRESCO

Centro Computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi

www.cresco.enea.it

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LAIII Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle reti tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze

Partner Importo Partner ImportoYlichron SRL 150.000,00 Universita’ di Lecce 20.000,00

CRIAI 150.000,00Universita’ del Piemonte Orientale

40.000,00

CASPUR 25.000,00 Universita’ di Palermo 40.000,00

CERI 25.000,00 Universita’ di Salerno 100.000,00

Universita’ di Roma “La Sapienza”

50.000,00Universita’ di Roma “Tor Vergata” (DII)

20.000,00

PSTS 100.000,00 ECONA 20.000,00

CETMA 300.000,00Universita’ di Roma “Tor Vergata” (DISP)

60.000,00

Universita’ di Catania

50.000,00Universita’ Campus BioMedico

80.000,00

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CitrixMetafra

me

CitrixNfuse

ICA

WEB(ICA)

power3.frascati.enea.it

boquad.bologna.enea.it

dafne.casaccia.enea.it

Kleos.portici.enea.it

GEANT

infocal.trisia.enea.it

ercules.brindisi.enea.itGateway

to EGEE

30 CPU

150 CPU

400 CPU

50 CPU

Portici 25 CPU (CRESCO 1500 cpu)

Brindisi 15 CPU

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LA II Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali

innovativi

Sottoprogetti

SP II.1 Simulazioni di reti biochimiche SP II.2 Bioinformatica per la creazione di

modelli di reti metaboliche e genetiche SP II.3 Ricerca polimorfismi SP II.4 Sviluppo di modelli numerici per analisi

strutturali complesse e processi di sinterizzazione

SP II.5 Modelling molecolare

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LA III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle Reti Tecnologiche complesse e delle loro

interdipendenze

Sottoprogetti

SP III.1 Fisica delle reti complesseSP III.2 Analisi di vulnerabilità delle reti complesseSP III.3 Modelli e strumenti di supporto alla

ottimizzazione e riconfigurazione delle reti SP III.4 Modellistica delle reti complesse viste come

aggregati socio-tecnologiciSP III.5 Interdipendenza tra reti complesseSP III.6 Sistema informativo per la salvaguardia delle

infrastrutture e della popolazione

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Agenda

•L’ENEA & GRID – L’infrastruttura attuale– I progetti nazionali e comunitari

•Il progetto CRESCO– Principali Obiettivi– La struttura del progetto & Partner– Le aree applicative

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ENEA

Italian Agency for New Technologies, Energy and Environment 12 research centres in Italy An ICT & Networks Division (INFO)6 Computing CentresCasaccia, Frascati, Bologna,Trisaia, Portici, BrindisiMultiplatform resources for serial & parallel computing and graphical post-processing.

Important computing resources in departments

Centrodi Brindisi

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Tutti i centri computazionali sono interconnessi attraverso il GARR

L’infrastruttura di rete geografica dell’ENEA

ENEA-GARR 9 PoP, 4-32 Mbps

BrindisiBolognaCasacciaFrascatiPorticiTrisaiaPalermoPisaRoma Sede

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ENEA GRID è un sistema integrato capace di rispondere ai seguenti obbiettivi:

•mettere a disposizione un sistema di produzione capace di offrire i servizi necessari al calcolo scientifico

•integrare l'insieme di risorse informatiche di ENEA-INFO, distribuite su WAN

•fornire un ambiente di lavoro unificato e metodi di accesso omogenei per tutti i ricercatori dell'ENEA indipendentemente dalla loro sede di lavoro.

•mettere a disposizione strumenti capaci di permettere l'integrazione delle risorse informatiche dipartimentali ed individuali e di fornire supporto alle attività sperimentali

ENEA GRID

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Servizi per il calcolo scientifico:

• Sistemi paralleli/seriali multipiattaforma

• AIX, Linux (Alpha,x86,x86_64,IA64), IRIX, Mac OS X, Solaris

• Risorse 3D e il post-processamento grafico

• SGI + 3D immersivo

• Risorse Software:

• Codici commerciali: Fluent, Gambit, Abaqus, Catia, Ansys

• Codici di “ricerca”: mcnp/x, eranos, fluka,....

• Ambienti di sviluppo & analisi: IDL, Matlab, Mathematica, SAS

• Applicazioni Windows

I servizi di ENEA GRID

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L'architettura di ENEA GRID

La scelta di componenti maturi come garanzia di affidabilità e semplicità di gestione:

File system distribuito: AFS/OpenAFS

Gestore delle risorse: LSF Multicluster

Interfaccia grafica: Java and Citrix Technologies

Sistema di monitoring: Patrol

Server di licenze

Strumenti per l'integrazione delle risorse dipartimentali ed individuali

File system distribuito: AFS per software e dati

Condivisione del parco licenze

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Principali aree applicative

• Ingegneria Impiantistica• Fisica-Ingegneria

Nucleare• Ambiente• Struttura della materia• Bioinformatica• Protezione di

infrastrutture critiche• Scenari energetici e

ambientali• Competitività Industriale• E-government

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Laboratorio di supercalcolo integrato in GRID Laboratorio di supercalcolo integrato in GRID (modellistica, acqusizione dati, elaborazione, visualizzazione)(modellistica, acqusizione dati, elaborazione, visualizzazione)

NETWORKNETWORK

IMAGINGIMAGINGINSTRUMENTSINSTRUMENTS COMPUTATIONALCOMPUTATIONAL

RESOURCESRESOURCES

MULTI-MULTI-SCALESCALEDATA-DATA-BASESBASES

DATA ACQUISITIONDATA ACQUISITION DATA ANALYSISDATA ANALYSISADVANCEDADVANCEDCOMPUTERCOMPUTERGRAPHICSGRAPHICS

QuickTime™ and a YUV420 codec decompressor are needed to see this picture.

Cell Centered Data Base Cell Centered Data Base ““CCDB”CCDB”

By Mark EllismanBy Mark Ellisman

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Integrazione con altri progetti di GRID

L'obiettivo della partecipazione di ENEA INFO in altri progetti di GRID è concentrato sulla interoperabilità.

Ogni progetto di GRID è caratterizzato da una propria architettura e middleware, e l'accesso alle risorse deve essere reso compatibile con la propria infrastruttura:

==> realizzazione di gateway

Progetti conclusi:

● Datagrid (collab. con ESRIN/ESA)

● FIRB/Grid.it : WP13 Chimica Computazionale

EGEE II (2006-2008): > 100 partner, budget totale: 52 M€

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Altri progetti del PON MIUR 2000-2006

TELEGRID: Piattaforma per lo sviluppo di soluzioni avanzate di grid computing e la teleoperazione di strumenti scientifici complessi.

Infrastrutture di rete e calcolo, sviluppo di soluzioni software per il GRID e la teleoperazione, infrastrutture per la visualizzazione 3D

C@MPUS: Sistemi e strutture e-learning and training per lo sviluppo sostenibile nelle Regioni Obiettivo 1 del FSE

Allestimento di aule, infrastrutture di rete e calcolo finalizzate alla produzione e gestione di formazione a distanza, videocomunicazione e videoconferenza. Strumentazione per storage e backup.

Centri ENEA interessati: Portici, Brindisi, Trisaia