Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000422345-Texto+Completo-0.pdf: 5665717 bytes, checksum: 5cf597a5b5d81b97f33438b9e1b499e0 (MD5) Previous issue date: 2009 / The increase in the number of transistors on a single chip has brought new design challenges, among them, how to design new circuits using this available number of transistors. The reuse of Intellectual Property (IP) cores enables the design of such complex systems. The design of a system through the reuse of processors results in a MPSoCs (Multiprocessor System on Chip). MPSoCs are becoming increasingly popular in embedded systems for the high degree of performance and flexibility they permit. In recent years universities and companies have been developing large projects in multiprocessing. The goal of the work is to develop a homogenous MPSoC, using a NoC as the communication infrastructure. NoC is employed due to its higher degree of parallelism and scalability, when compared to busses. The performance of the implemented MPSoC is evaluated, demonstrating the benefits when this architecture is used to design embedded applications. / O aumento do número de transistores em um único chip trouxe novos desafios de projeto, entre eles como aproveitar efetivamente este elevado número de componentes. Uma das formas encontradas é através do reuso de módulos de hardware. Quando estes módulos de hardware são processadores, temos multiprocessamento em chip, resultando nos MPSoCs (Multiprocessor System on Chip). Os MPSoCs estão se tornando elementos comuns em sistemas embarcados, devido ao alto desempenho e à flexibilidade que eles trazem ao projeto. Nos últimos anos universidades e empresas vem desenvolvendo grandes projetos em multiprocessamento. O presente trabalho tem por objetivo desenvolver um MPSoC homogêneo, com interconexão por NoC. A motivação para a adoção de NoCs reside no maior paralelismo e escalabilidade desta infraestrutura de comunicação, quando comparado a barramentos. O desempenho do MPSoC desenvolvido é avaliado, demonstrando-se os benefícios em se utilizar este tipo de arquitetura no projeto de sistemas embarcados.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000392134-Texto+Completo-0.pdf: 2697824 bytes, checksum: b47a0044cf99f8b121575ecdcc645a3a (MD5) Previous issue date: 2006 / This work discusses the performance of memory migration algorithms on NUMA machines. lt presents a brief description of the Linux memory management algorithm and also the memory migration algorithms proposed (Jull migration and on demand migration). In order to compare the memory migration strategies a simulation model was used. At the end of this dissertaiion a set of results acquired from the simulation model is presented. This results were obtained for two actual computers: SGl Altix and HP Superdome. / Este trabalho discute o desempenho de algoritmos de migração de memória em computadores do tipo NUMA. É apresentada uma breve descrição do algoritmo de gerenciamento de memória do Linux e, também, dos algoritmos de migração de memória propostos (migração total e migração sob demanda). Em seguida, é descrito o modelo de avaliação de desempenho. Neste trabalho, foi usado modelo de simulação com o desenvolvimento de um simulador que modela os algoritmos de gerência de memória do Linux e os algoritmos de migração de memória propostos. No final, são apresentados os resultados obtidos com o uso de migração de memória, que mostraram que há melhor desempenho quando comparado com o atual algoritmo de gerenciamento de memória do Linux.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000383804-Texto+Completo-0.pdf: 953836 bytes, checksum: 5d80004bb1d1ce5e662e69f7194febd2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Analytical modeling can be used to predict performance, detect unexpected behavior and evaluate strategies in order to enhance systems. In the subject of modeling computational environments, a multitude of analytical modeling formalisms are becoming popular due to the fact that they enable the use of high level abstractions and modularity. However, to achieve performance statistics of a given analytical model, it is necessary to solve a linear equations system. In structured formalisms, this system is not presented in the usual notation, Ax = b, since the coefficients of matrix (A) are replaced by an algebraic expression Q, called Markovian Descriptor (or descriptor, for short). Indeed, the original multiplication, Ax is often changed for a vector-descriptor multiplication (MVD), Qx. Recently, two algorithms that implement the MVD have been proposed: shuffle and slice. Both demand high computational cost, which drastically increases the time necessary to solve complex models. The goal of this work is to exploit the use of high performance techniques in order to provide faster versions of shuffle and slice algorithms. / A modelagem analítica pode ser utilizada para prever desempenho, detectar deficiências e avaliar estratégias para melhorar sistemas. No contexto da modelagem computacional, diversos formalismos para a modelagem analítica estão se popularizando devido ao fato de proverem alto-nível de abstração e modularidade. No entanto, para inferir estimativas de desempenho destes modelos, é necessário resolver um sistema de equações. Em modelos analíticos estruturados, tais sistemas não se apresentam na forma tradicional, Ax = b, pois a matriz de coeficientes (A) é trocada por uma expressão algébrica (Q), denominada Descritor Markoviano (ou só descritor). Logo, a multiplicação convencional, Ax é substituída pela multiplicação vetor-descritor (MVD), Qx. Dois algoritmos foram propostos recentemente para implementar a MVD: shuffle e slice. Ambos apresentam um alto custo computacional, que eleva drasticamente o tempo necessário para resolver modelos complexos. O objetivo do presente trabalho está relacionado com a utilização de técnicas de alto desempenho para propor versões mais rápidas, tanto para o algoritmo shuffle quanto para o slice.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000431851-Texto+Completo-0.pdf: 926379 bytes, checksum: 41dde88f7d4f933186ff71b29831c0c2 (MD5) Previous issue date: 2008 / The behavioral analysis of a process allows the detection of deficiencies, as well as assessing performance impact caused by environmental changes. The use of analytical models to describe the observed process provides these data through the resolution of equation systems. In the case where modeling is made using formalisms such as Stochastic Automata Network, the resolution of these systems depends on the multiplication of vectors by structures defined using tensor algebra. In view of these multiplications having a high computational cost, various algorithms have been proposed to solve it. Recently, the Split iterative solution was proposed, and the goal of this work is to provide a parallel optimized alternative for it, looking for an improved performance of the solution. / A análise comportamental de um processo permite a detecção de deficiências, assim como avaliar o impacto no desempenho do mesmo causado por mudanças no ambiente. O uso de modelos analíticos para descrever o processo em observação fornece estes dados através da resolução de sistemas de equações. No caso de modelagens feitas com a utilização de formalismos como Rede de Autômatos Estocásticos, a resolução destes sistemas depende da multiplicação de vetores por estruturas definidas através da álgebra tensorial. Por ter um alto custo computacional, diversos algoritmos foram propostos para resolver esta multiplicação. Recentemente a solução iterativa Split foi proposta, e o objetivo deste trabalho é apresentar alternativas paralelas e otimizações para a mesma, buscando um melhor desempenho da solução.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000417713-Texto+Completo-0.pdf: 695101 bytes, checksum: 7ca13b477e8454618ddf97078355fc21 (MD5) Previous issue date: 2009 / Distributed systems performance evaluation is an important tool during the development phase. This task objective is to show to the user (researcher, developer, analyst, etc. ) the predicted behavior of his system, even before that such system is implemented, avoiding additional costs with implementation efforts and possible code reconstructions. In this context, there are methods widely utilized on the scientific community to support the performance evaluation, such as Simulation and Analytical Modeling. However, the creation and execution of these models is not always performed in a trivial way, because an important step on the modeling is the obtaining of the target systems parameters, due to the fact that the more accurate is the model, the more closely to the real case the results will be. Thus, this work intends to do a comparison analysis between two performance evaluation tools (SimGrid and SAN) through two distinct approaches (Simulation and Analytical Modeling, respectively). For such purpose, the parameters of the executed applications on the SimGrid were mapped to a SAN model, seeking for an equivalence on the modeling in order to compare their results. Following to the presentation of the obtained results, some interesting aspects about the two performance evaluation tools are discussed. / Avaliação de desempenho de sistemas distribuídos trata-se de uma importante ferramenta durante a fase de desenvolvimento. Esta tarefa tem por objetivo mostrar ao usuário (pesquisador, programador, analista, etc. ) o comportamento previsto para o seu sistema, antes mesmo que este esteja implementado, evitando custos com tempo de implementação e de eventuais reconstruções de código. Neste contexto, existem maneiras muito utilizadas na comunidade científica para dar suporte a avaliação de desempenho, como Simulação e Modelagem Analítica. Entretanto, a criação e a execução destes modelos nem sempre é realizada de maneira trivial, pois uma importante fase na modelagem é a obtenção dos parâmetros do sistema alvo, devido ao fato de que quanto mais fiel for o modelo, mais próximo do real serão os resultados. Assim, este trabalho visa realizar uma análise comparativa entre duas ferramentas de avaliação de desempenho (SimGrid e SAN) através de duas abordagens diferentes (Simulação e Modelagem Analítica, respectivamente). Para isto, os parâmetros das aplicações executadas no SimGrid foram mapeados para o modelo SAN, procurando desta forma obter uma equivalência nas modelagens para que seus resultados possam ser comparados. Após a apresentação dos resultados obtidos, alguns aspectos interessantes sobre as duas maneiras de avaliação de desempenho são discutidos.

Made available in DSpace on 2014-01-23T01:01:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000453303-Texto+Completo-0.pdf: 5877503 bytes, checksum: 864ef14a6664aa9942d6074775eee9e7 (MD5) Previous issue date: 2013 / Recent studies have demonstrated advantages in using Data Base Management System (DBMS) in virtual environments, like the consolidation of several DBMS isolated by virtual machines on a single physical machine to reduce maintenance costs and energy consumption. Furthermore, live migration can improve database availability, allowing transparent maintenance operations on host machines. However, there are issues that still need to be addressed, like overall performance degradation of the DBMS when running in virtual environments and connections instabilities during a live migration. In this context, new virtualization techniques are emerging, like the virtual database, which is considered a less intrusive alternative for the traditional database virtualization over virtual machines. This research analyzes aspects of this new virtualization approach, like performance and connection stability during a database migration process and its isolation capabilities. This evaluation shows very promising results compared to the traditional approach over virtual machines, including a more efficient and stable live migration, maintaining the required isolation characteristics for a virtualized DBMS. / Estudos recentes demonstraram vantagens na utilização de Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados (SGBD) em ambientes virtuais, como a consolidação de vários SGBDs isolados por máquinas virtuais em uma única máquina física para reduzir os custos de manutenção e consumo de energia. Além disso, a migração em tempo real pode melhorar a disponibilidade do banco de dados, permitindo que as operações de manutenção sejam transparentes para os usuários. No entanto, há questões que ainda precisam ser resolvidas, como a degradação do desempenho do SGBD quando executado em ambientes virtuais e a instabilidade das conexões durante a etapa do migração do serviço. Neste contexto, novas técnicas de virtualização que estão surgindo, como o banco de dados virtual, podem ser consideradas uma alternativa menos intrusiva para a virtualização tradicional de SGBD sobre máquinas virtuais. Esta pesquisa analisa os aspectos desta nova abordagem de virtualização, como o desempenho, estabilidade de conexão durante um processo de migração de banco de dados e a capacidade de isolamento. Este trabalho mostra resultados muito promissores em comparação com a abordagem tradicional sobre máquinas virtuais, incluindo uma migração em tempo real mais eficiente e estável, mantendo as características de isolamento necessários para um SGBD virtualizado.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000397350-Texto+Completo-0.pdf: 1116955 bytes, checksum: 56e8c94cf13d61a08aec37811131b9a1 (MD5) Previous issue date: 2007 / Studies on performance evaluation have progressed in the last years, specially with Stochastic Automata Networks (SAN) and with the implementation of the Shuffle algorithm, which implements an efficient method for vector-descriptor multiplication, needed to solve SAN models. Recently, a new vector-descriptor method was proposed, the Slice method, presenting new concepts to be more efficient than the tradicional Shuffle method. ln this work the Slice method was studied in detail and a new implementation was developed including some new optimizations. ln addition, the Slice algorithm was modified in order to solve functional SAN models, since the previous version was unable to deal with functions. To demonstrate the performance of the Slice method and its optimizations experiments were made using two different SAN models. The results were analyzed and compared with Shuffle results. Thus, it was possible to verify that the Slice method is more efficient than the tradicional Shuffle method in most cases. / Os estudos na área de Avaliação de desempenho de Sistemas têm evoluído nos últimos anos, em especial com a definição do formalismo de Redes de Autômatos Estocásticos (SAN) e com a implementação do algoritmo Shuffle, o qual implementa um método eficiente para a execução da multiplicação vetor-descritor, necessária para a resolução de modelos SAN. Mais recentemente, foi proposto um novo método para a multiplicação vetor-descritor, o método slice, que introduzindo novos conceitos, prometia na teoria ser mais eficiente que o tradicional método Shuffle. Pois neste estudo, este recém definido e até então pouco explorado método, foi estudado em detalhes e realizada uma implementação incluindo algumas otimizações no seu algoritmo original. Ainda, durante este estudo, foram realizadas algumas modificações do algoritmo do método Slice com mesmo intuito de resolver modelos SAN funcionais, uma vez que as versões anteriores não eram capaz de tratar funções. Para demonstrar a eficiência do método Slice e das otimizações propostas, diversos experimentos foram conduzidos utilizando dois modelos SAN. Os resultados de tempo e custo computacional foram analisados e discutidos durante este estudo, comparando-os inclusive com resultados do tradicional método Shuffle. Desta forma, verificou-se o quanto o método Slice pode ser útil na resolução de sistemas, uma vez que os resultados práticos mostram que o método Slice é mais eficiente que a solução tradicional (Shuffle) na maioria dos casos.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000427631-Texto+Completo-0.pdf: 914785 bytes, checksum: 815e75c48669f5e8db50b93c7cf37623 (MD5) Previous issue date: 2010 / The use of Markovian formalisms make possible the use and the computational solution of several systems enabling the prediction and evaluation of their behavior standards. The Stochastic Automata Networks (SAN) formalism provides a compact and modular description for Markovian models. Moreover, SAN is suitable to derive performance indices for systems analysis and interpretation using iterative numerical solutions based on a descriptor and a state space sized probability vector. Depending on the size of the model this operation is computationally onerous and sometimes impracticable. An alternative method to compute indices from a model is simulation, mainly because it simply requires the definition of a pseudorandom generator and transition functions for states that enable the creation of a trajectory. The sampling process can be different for each technique, establishing some rules to collect samples for further statistical analysis. Simulation techniques often demand lots of samples in order to calculate statistically relevant performance indices. This work provides comparisons with accuracy of results from some Markovian models which were obtained from the execution of different simulation techniques. It also proposes a different way to simulate Markovian models by using a Bootstrap-based statistical method to minimize the effect of sample choices. The effectiveness of the proposed method, called Bootstrap simulation, is compared to the numerical solution results for a set of examples described using SAN modeling formalism. / Através de formalismos Markovianos é possível modelar diversos sistemas e resolvê-los através de soluções computacionais específicas possibilitando prever ou avaliar seus padrões de comportamento. O formalismo de Redes de Autômatos Estocásticos (SAN) permite descrever modelos Markovianos de forma compacta e modular. Além disso, é utilizado para obter íındices de desempenho de sistemas através de soluções numéricas iterativas que se baseiam em um descritor e um vetor cujo tamanho é igual ao espaço de estados do modelo. Dependendo do tamanho do modelo esta operaçao torna-se computacionalmente onerosa e muitas vezes impraticável. Um método alternativo para calcular índices a partir de um modelo é a simulação, principalmente porque ela simplesmente exige a definição de um gerador de números pseudo-aleatórios e funções de transição entre estados que permitem a criação de uma trajetória. O processo de amostragem pode ser diferente para cada técnica estabelecendo algumas regras para coleta de amostras para posterior análise estatística. As técnicas de simulação, normalmente requerem muitas amostras para calcular índices de desempenho estatisticamente relevantes. Este trabalho proporciona comparações da precisão dos resultados de alguns modelos Markovianos obtidos a partir da execução de diferentes técnicas de simulação. Além disso, propõe uma maneira distinta de simular modelos Markovianos usando um método baseado em estatística Bootstrap para minimizar o efeito de escolha das amostras. A eficácia do método proposto, denominado Bootstrap simulation, é comparado com resultados da solução numérica para um conjunto de exemplos descritos por meio do formalismo de modelagem SAN.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000427029-Texto+Completo-0.pdf: 2846166 bytes, checksum: e58e7e583a8e59c4cf88f555666e60c4 (MD5) Previous issue date: 2008 / This work discusses features, working modes and the architecture of mesh wireless networks, as well as their applicability in several scenarios. Hardware aspects, protocols, routing algorithms, topologies and IEEE discussion groups (IEEE 802. 11s, 802. 15. 5 e 802. 16a) are also introduced. Research projects have also been investigated including the on-going work at the MIT (Massachusetts Institute of Technology), and at Microsoft Research. A performance evaluation of routing protocols for ad-hoc networks, in two scenarios of the same topology, has been conducted. The two scenarios have different node counts and communication sources. The whole evaluation has been performed through simulation, using the Network Simulator (ns-2) tool, having UDP as the transportation layer protocol. The simulation results show interesting expected and unexpected findings, observed from the analysis and comparisons on the selected routing protocols. / O trabalho apresenta características, funcionamento e arquitetura das redes wireless mesh assim como sua aplicabilidade em diversos cenários. São mostrados também aspectos de hardware, protocolos, algoritmos de roteamento, topologias e grupos de discussão criados para esta tecnologia, com destaque para os grupos de padronização IEEE 802. 11s, 802. 15. 5 e 802. 16a. Além de mostrar o funcionamento destas redes foram investigados também alguns projetos de pesquisa realizados no MIT (Massachusetts Institute of Technology), e pela Microsoft Research. São apresentados resultados de avaliação de desempenho de protocolos de roteamento de redes mesh em dois cenários para a mesma topologia. Os dois cenários possuem quantidades diferentes de nodos e fontes de comunicação. A avaliação foi realizada por meio de simulação com a ferramenta Network Simulator (ns2), utilizando UDP como protocolo da camada de transporte. Os resultados de simulação mostraram resultados interessantes, e também descobertas não esperadas, a partir das análises e comparações entre os protocolos de roteamento selecionados.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000412183-Texto+Completo-0.pdf: 1307351 bytes, checksum: 077c5da145a8164f6ccb744c7ac9fc7e (MD5) Previous issue date: 2009 / Wireless sensor and actor networks are distributed, embedded systems comprised of sensors and actor nodes communicating in an ad hoc manner through wireless links. Sensors are small, lowcost devices with limited computing and communication capabilities responsible for collecting information about the physical world. Actors are devices with longer battery life and better computing and communication capabilities that perform actions in the controlled environment. Sensors and actors collaborate to monitor and react to changes in the surrounding world within specified times. Sensors perform sensing and report sensed data to the actors, while the actors coordinate with each other to take decisions on the most appropriate way to act in the physical world in response to the events detected by sensors. Actor-actor coordination consists on the selection of the actor or set of actors that should perform the action in the environment, coordinating with each other in the best way to maximize the overall task execution performance. In accordance to this definition, actor nodes should coordinate autonomously to take decisions within timing constraints, and as a consequence, actions would be performed in the controlled system. However, few works in the literature propose mechanisms focused on such situations. Thus, the main contribution of this work resides in the identification of strategies applied to the development of actor-actor coordination mechanisms, as well as in the implementation and performance evaluation of mechanisms derived from such strategies. / Redes de sensores e atores sem fio são sistemas embarcados distribuídos, os quais são constituídos por um grupo de nós sensores e atores que se comunicam de forma espontânea por meio de enlaces sem fio. Os sensores são dispositivos de pequeno tamanho e de baixo custo que possuem limitada autonomia energética, capacidade computacional e de comunicação, os quais são responsáveis pela coleta de informações sobre o mundo físico. Os atores são dispositivos que possuem maior autonomia energética, capacidade computacional e de comunicação, os quais executam ações no ambiente controlado. Sensores e atores colaboram entre si para monitorar e para reagir a variações nas condições ambientais dentro de limites temporais especificados. Os sensores realizam o sensoriamento dos fenômenos físicos e reportam os dados sensoriados para os atores, enquanto que os atores se coordenam entre si para tomar decisões a respeito da forma mais apropriada de atuar no mundo físico em resposta aos eventos detectados pelos sensores. A coordenação ator-ator consiste na seleção do ator ou conjunto de atores que devem executar a ação no ambiente, os quais necessitam se coordenar entre si da melhor forma possível para maximizar o desempenho global na execução de tarefas. De acordo com essa definição, os nós atores devem se coordenar de forma autônoma para que decisões sejam tomadas em tempo hábil, e que como conseqüência, ações possam ser executados no ambiente controlado pelo sistema. No entanto, poucos trabalhos na literatura propõem mecanismos direcionados para tal cenário. Dessa forma, a principal contribuição desse trabalho reside na identificação de estratégias aplicáveis ao desenvolvimento de mecanismos para a coordenação ator-ator, bem como na implementação e na avaliação de desempenho de mecanismos derivados de tais estratégias.