Esta dissertação consiste no estudo, proposta e elaboração de primitivas de controle e comunicação de processos por memória compartilhada e por troca de mensagens. A implementação dessas primitivas objetiva a inserção de bibliotecas. A linguagem de programação C padrão, de forma a permitir a obtenção do paralelismo em um computador multiprocessado, cujo sistema operacional não possuía qualquer tipo de primitiva que suporte muito processamento. Uma nova primitiva de controle de acesso a regiões críticas é proposta e implementada. Finalmente, as aplicações ilustram a utilização das primitivas proposta e comentários são apresentados.

O trabalho consiste na concepção de um sistema com arquitetura maciçamente paralela para processamento de imagens. Este sistema deverá funcionar como processador auxiliar de um microcomputador do tipo IBM-PC e irá operar no modo SIMD, com uma matriz de 48x48 processadores GAPP. É feito, inicialmente, um estudo de máquinas paralelas já construídas para processar imagens. Em seguida, é descrito o componente a ser utilizado no sistema (GAPP). São analisadas algumas operações típicas em imagens, buscando-se identificar as características necessárias para o sistema. Após esta análise, é apresentada a arquitetura do sistema paralelo, com um estudo quantitativo da influência da entrada/saída de dados no desempenho global. A seguir, é descrito o ambiente de programação desenvolvido, incluindo um simulador da estrutura paralela, e são indicadas formas de abordagem para a programação em alto nível. ao final, são apresentados exemplos de aplicação, seguidos de comentários sobre a implementação e das conclusões.

Diversas pesquisas estudam ambientes de programação que auxiliem os usuários de máquinas paralelas a re-estruturarem seus programas, obtendo com isso uma melhor paralelização e um maior desempenho de execução. Os ambientes existentes ainda abordam poucos aspectos da re-estruturação e atendem apenas a classes particulares de usuários. Este trabalho consiste na concepção de um ambiente de programação paralela que permita atender às necessidades de re-estruturação de usuários de características dispares. Para isto são feitos inicialmente estudos das características dos usuários de máquinas paralelas e dos ambientes existentes, nos quais é mostrada a necessidade de ferramentas, recursos e formas de operação. Estas necessidades são relacionadas entre si, tendo como resultado a estrutura do ambiente e aos sues modos básicos de operação. A seguir é mostrada a implementação da proposta através da expansão de um ambiente existente. É mostrado também um compilador Fortran em implementação que é parte do ambiente proposto.

Este trabalho desenvolve condicoes exatas para a aplicacao de estrategias de paralelizacao a lacos sequenciais. A teoria de dependencias com sua atual formulacao nao consegue isoladamente responder com precisao sobre a paralelizacao de certos trechos de programas sequenciais. Faltam criterios para decidir quais dependencias desses trechos tem realmente utilidade nesse processo. Algumas delas podem ser violadas sem comprometer a correcao dos programas, enquanto outras, como aquelas relativas as variaveis de controle dos lacos, sao usadas em pouquissimos casos e avolumam muito o grafo de dependencias. Alem disso, essa teoria nao consideraa estrategia de paralelizacao escolhida. Este trabalho estabelece dispositivos matematicos (condicoes exatas) que respondem com precisao se um laco pertencente ao universo de lacos sequenciais unicos com um ou dois comandos de atribuicao em seus escopos pode ser paralelizado, considerando algumas estrategias de paralelizacao bem conhecidas. A determinacao das condicoes exatas para lacos genericos e um problema estruturalmente complexo. Isso impos limitacoes a este trabalho, reduzindo sua abordagem para uma familiarestrita do referido universo. Alem do estabelecimento das condicoesexatas, este trabalho apresenta relacoes entre os conjuntos de lacosparalelizaveis, nas estrategias estudadas, comparando a aplicabilidade dessas estrategias aos lacos sequenciais. Por fim, este trabalho compara a atual forma de utilizacao da teoria de dependencias na paralelizacao de lacos sequenciais com as condicoes exatas estabelecidas, evidenciando a imprecisao da utilizacao dessa teoria.

Esta dissertação apresenta uma proposta de arquitetura para um sistema de roteamento empregando cluster de processadores para a solução de problemas como: manutenção de grandes tabelas de roteamento e alto processamento durante o roteamento de dados em grandes redes de computadores. O emprego de roteamento hierárquico e em região não é suficiente para solucionar os problemas apresentados por isso a principal motivação para implementação da proposta de arquitetura para sistema de roteamento empregando cluster de processadores é a ampliação do poder de processamento e memória, permitindo assim minimizar os problemas citados. Como resultado da implementação da arquitetura proposta apresentaremos uma solução baseada em Linux com kernel otimizado para cluster de alto desempenho classe Beowulf, onde a distribuição dos processos são efetuados através do módulo BPROC ao kernel do sistema. Por fim serão efetuadas análises comparativas entre o sistema de roteamento utilizando a arquitetura de alto desempenho e um sistema de roteamento utilizando arquitetura Simetric Multiprocessing (SMP).

É apresentada a implementação de um sistema de prova automática de teoremas baseado no Método de Eliminação de Modelos Fraca com participação dinâmica de problemas a fim de permitir o processamento em paralelo. O sistema, em sua versão seqüencial, pode ser executado em qualquer equipamento compatível com IBM-PC XT/AT. A versão paralela foi implementada para ser executada no processador preferencial de Telebrás, onde a comunicação entre os processos é efetuada por troca de mensagens. O sistema permite a execução de uma dedução com um número qualquer de processadores sem que seja necessária uma hierarquização rígida dos processos, ou seja, não existe o conceito de "produtor"e "consumidor".A troca de mensagens é efetuada através da utilização de procedimentos de comunicação especialmente desenvolvidas para máquina a ser utilizada.

Este trabalho tem por objetivo estudar os mecanismos de comunicacao em um sistema de multiprocessamento com memoria compartilhada. O trabalho realiza primeiramente, um estudo das principais variaveis que influenciam no desempenho da comunicacao, tais como sincronizacao, estruturas funcionais, memoria e tecnologia de intercomunicacao.Em seguida um sistema e especificado, modelado e proposto para ser analisado sob simulacoes. Cinco algoritmos de arbitracao de barramento foram selecionados, sendo dois provenientes da literatura e os demais propostos, e analisados seus desempenhos em funcao da variacao de alguns parametros. No final do trabalho os resultados sao pormenorizadamente discutidos sendo apresentados algumas conclusoes, bem como sugestoes de prosseguimento do estudo.

O uso de técnicas de processamento paralelo tem se tornado bastante comum na implementação de sistemas computacionais de alto desempenho. Uma destas técnicas, o uso de múltiplos processadores independentes ligados a um sistema de memória compartilhado(normalmente denominada paralelismo MIMD fortemente acoplado), tem sido pesquisado de maneira especial, devido a sua flexibilidade e facilidade de programação. No entanto, a implementação de sistemas de memória compartilhada apresenta diversos desafios, porque um único sistema deve atender a acessos de diversos processadores rapidamente, e ainda assim apresentar um custo aceitável. Diversas propostas para estes sistemas são apresentadas neste trabalho, com atenção especial para cachês locais com mecanismos dinâmicos de garantia de consistência. Entre os mecanismos de consistência, são abordados os protocolos de posse de blocos(adequados a cachês copy-back), protocolos write-through e protocolos orientados por software (adequado a caches write-through)Este trabalho envolve simulações de algumas arquiteturas básicas, através de um simulador de multiprocessadores alimentado com programas de álgebra linear. Da-se especial atenção a comparação entre sistemas baseados em cachês copy-back e nos baseados em cachês write-through, considerando mecanismos de consistência baseados em hardware. Mostra-se que, apesar de exigirem uma largura de faixamaior para a memória principal, sistemas de cachês write-through são menos sensíveis a codificação dos programas do que os sistemas com cachês copy-back, apresentando desempenho melhor quando ha muito compartilhamento de dados.

Este trabalho apresenta o projeto, a implementação e a aplicação em tempo real de uma arquitetura multiprocessadora de baixo custo e com alta capacidade para processamentonumérico. Dois processadores digitais de sinais TMS320C30 são empregados para processamento numérico intensivo, em microcontrolador PCB80C552 faz a interface de arquitetura com sistemas analógico/digitais. Um microcomputador IBM PC é empregado como hospedeiro, plataforma de desenvolvimento de aplicativos e interface eficiente com o usuário. Os processadores se comunicam via memória SRAM de duplo acesso através de um protocolo dirigido por interrupções. Além de flexível, a arquitetura pode ser expandida para implementação em hipercubo.Aplicações em tempo real de filtragem e controle adaptativo são apresentadas e discutidas. Uma metodologia baseada em heurística para a paralelização de algoritmos seriais em equivalente paralelos mapeados na arquitetura é proposta.

Neste trabalho é feito um estudo de desempenho de um núcleo de processamento, baseado em uma arquitetura multiprocessada composta de quatro processadores TMS32010 (texas instruments), adequado ao processamento digital de sinais. A comunicação entre os processadores é feita através de blocos de memória compartilhada. Um simulador deste sistema foi desenvolvido com uma interface de fácil utilização. Dois exemplos de aplicação foram implementados e simulados: 1) histograma de imagens com múltiplos níveis de cinza; 2) distribuição de temperatura na superfície de uma placa condutora de calor. Os resultados obtidos nas simulações, permitiram uma análise do desempenho da arquitetura discutida em diversos casos.