Made available in DSpace on 2015-03-04T18:57:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ackley.pdf: 2102466 bytes, checksum: 4b92e26f652da5a6aa5bb9f6aa1d8f19 (MD5) Previous issue date: 2012-04-27 / Distributed computing systems for shared use with dynamics workload are common in academic and commercial environment. The efficient use of these resources is a challenge. In this work, we developed a performance simulator for coarse-grained parallel applications, which allows varying the task schedulers and the computing environment. The multiple processing elements are associated with threads and a schema master/worker with centralized task list on the master is used. The simulator uses real time to simulate the processing time and implements the most common task schedulers. Experimental results are presented and compared with measurements in real environments and a simulator used by the scientific community demonstrating its validity and applicability. Through this simulator, it is possible to analyze the performance and design task schedulers. A new method of static task scheduling with proportional balancing through estimates of capacity for evolutionary algorithms is proposed. This method measures the processing time in past generations to estimate the current capacity of processing elements and thus make a proportional distribution of tasks. / Sistemas computacionais distribuídos de uso compartilhado e com carga de trabalho dinâmica são comuns no meio acadêmico e comercial. A utilização eficiente destes recursos é um desafio. Neste trabalho, foi desenvolvido um simulador de desempenho de aplicações paralelas de granularidade grossa, que permite variar os escalonadores de tarefas e o ambiente computacional. Os múltiplos elementos de processamento são associados a threads e é utilizado um esquema mestre/trabalhador com lista de tarefas centralizado no mestre. O simulador usa tempo real para simular os tempos de processamentos de tarefas e implementa os escalonadores mais comuns. Resultados experimentais são apresentados e comparados com medições em ambientes reais e de um simulador utilizado pela comunidade científica demonstrando sua validade e aplicabilidade. Através deste simulador, é possível analisar o desempenho e projetar métodos de escalonamento. Um novo método de escalonamento estático com balanceamento proporcional através de estimativas de capacidade para algoritmos evolucionistas é proposto. Este método realiza medidas de tempos de processamentos em gerações passadas para estimar a capacidade atual dos elementos de processamento e assim fazer uma distribuição de tarefas proporcional.

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Coordenação dos Programas de Pos-Graduação em Engenharia / Made available in DSpace on 2012-10-16T07:31:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:43:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:03:39Z : No. of bitstreams: 1 138344.pdf: 1738155 bytes, checksum: 1a6f20d3d9bdc367925c698a0229ff9a (MD5)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T01:29:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:18:16Z : No. of bitstreams: 1 150760.pdf: 43457917 bytes, checksum: 5e3e67ddc05db3ba266e2c1f06082e5c (MD5)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-11Bitstream added on 2014-06-13T19:51:06Z : No. of bitstreams: 1 marucci_ea_me_sjrp.pdf: 2105093 bytes, checksum: 5b417abdc99cd4c7f9807768af1ab956 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Devido a crescente quantidade de dados genômicos para comparação, a computação paralela está se tornando cada vez mais necessária para realizar uma das operaçoes mais importantes da bioinformática, o alinhamento múltiplo de sequências. Atualmente, muitas ferramentas computacionais são utilizadas para resolver alinhamentos e o uso da computação paralela está se tornando cada vez mais generalizado. Entretanto, embora diferentes algoritmos paralelos tenham sido desenvolvidos para suportar as pesquisas genômicas, muitos deles não consideram aspectos fundamentais da computação paralela. O MUSCLE [1] e uma ferramenta que realiza o alinhamento m ultiplo de sequências com um bom desempenho computacional e resultados biológicos signi cativamente precisos [2]. Embora os m etodos utilizados por ele apresentem diferentes versões paralelas propostas na literatura, apenas uma versão paralela do MUSCLE foi proposta [3]. Essa versão, entretanto, foi desenvolvida para sistemas de mem oria compartilhada. O desenvolvimento de uma versão paralela do MUSCLE para sistemas distribu dos e importante dado o grande uso desses sistemas em laboratórios de pesquisa genômica. Esta paralelização e o foco deste trabalho e ela foi realizada utilizando-se abordagens paralelas existentes e criando-se novas abordagens. Como resultado, diferentes estratégias paralelas foram propostas. Estas estratégias podem ser incorporadas a outras ferramentas de alinhamento que utilizam, em determinadas etapas, a mesma abordagem seq uencial. Em cada método paralelizado, considerou-se principalmente a e ciência, a escalabilidade e a capacidade de atender problemas reais da biologia. Os testes realizados mostram que, para cada etapa paralela, ao menos uma estratégia de nida atende bem todos esses crit erios. Al em deste trabalho realizar um paralelismo in edito, ao viabilizar a execução da ferramenta MUSCLE em... / Due to increasing amount of genetic data for comparison, parallel computing is becoming increasingly necessary to perform one of the most important operations in bioinformatics, the multiple sequence alignments. Nowadays, many software tools are used to solve sequence alignments and the use of parallel computing is becoming more and more widespread. However, although di erent parallel algorithms were developed to support genetic researches, many of them do not consider fundamental aspects of parallel computing. The MUSCLE [1] is a tool that performs multiple sequence alignments with good computational performance and biological results signi cantly precise [2]. Although the methods used by them have di erent parallel versions proposed in the literature, only one parallel version of the MUSCLE tool was proposed [3]. This version, however, was developed for shared memory systems. The development of a parallel MUSCLE tool for distributed systems is important given the wide use of such systems in laboratories of genomic researches. This parallelization is the aim of this work and it was done using existing parallel approaches and creating new approaches. Consequently, di erent parallel strategies have been proposed. These strategies can be incorporated into other alignment tools that use, in a given stage, the same sequential approach. In each parallel method, we considered mainly the e ciency, scalability and ability to meet real biological problems. The tests show that, for each parallel step, at least one de ned strategy meets all these criteria. In addition to the new MUSCLE parallelization, enabling it execute in a distributed systems, the results show that the de ned strategies have a better performance than the existing strategies.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-04-30Bitstream added on 2014-06-13T19:10:03Z : No. of bitstreams: 1 zafalon_gfd_me_sjrp.pdf: 915240 bytes, checksum: 39a35a2fec9d70947eb907760544f707 (MD5) / A biologia, como uma ciência bastante desenvolvida, foi dividida em diversas areas, dentre elas, a genética. Esta area passou a crescer em importância nos ultimos cinquenta anos devido aos in umeros benefícios que ela pode trazer, principalmente, aos seres humanos. Como a gen etica passou a apresentar problemas com grande complexidade de resolução estratégias computacionais foram agregadas a ela, surgindo assim a bioinform atica. A bioinformática desenvolveu-se de forma bastante signi cativa nos ultimos anos e esse desenvolvimento vem se acentuando a cada dia, devido ao aumento da complexidade dos problemas genômicos propostos pelos biólogos. Assim, os cientistas da computação têm se empenhado no desenvolvimento de novas técnicas computacionais para os biólogos, principalmente no que diz respeito as estrat egias para alinhamentos m ultiplos de sequências. Quando as sequências estão alinhadas, os biólogos podem realizar mais inferências sobre elas, principalmente no reconhecimento de padrões que e uma outra area interessante da bioinformática. Atrav es do reconhecimento de padrãoes, os bi ologos podem identicar pontos de alta signi cância (hot spots) entre as sequências e, consequentemente, pesquisar curas para doençass, melhoramentos genéticos na agricultura, entre outras possibilidades. Este trabalho traz o desenvolvimento e a comparação entre duas técnicas computacionais para o alinhamento m ultiplo de sequências. Uma e baseada na técnica de alinhamento múltiplo de sequências progressivas pura e a outra, e uma técnica de alinhamento múltiplo de sequências otimizada a partir da heurística de colônia de formigas. Ambas as técnicas adotam em algumas de suas fases estratégias de paralelismo, focando na redu c~ao do tempo de execução dos algoritmos. Os testes de desempenho e qualidade dos alinhamentos que foram conduzidos com as duas estrat egias... / Biology as an enough developed science was divided in some areas, and genetics is one of them. This area has improved its relevance in last fty years due to the several bene ts that it can mainly bring to the humans. As genetics starts to show problems with hard resolution complexity, computational strategies were aggregated to it, leading to the start of the bioinformatics. The bioinformatics has been developed in a signi cant way in the last years and this development is accentuating everyday due to the increase of the complexity of the genomic problems proposed by biologists. Thus, the computer scientists have committed in the development of new computational techniques to the biologists, mainly related to the strategies to multiple sequence alignments. When the sequences are aligned, the biologists can do more inferences about them mainly in the pattern recognition that is another interesting area of the bioinformatics. Through the pattern recognition, the biologists can nd hot spots among the sequences and consequently contribute for the cure of diseases, genetics improvements in the agriculture and many other possibilities. This work brings the development and the comparison between two computational techniques for the multiple sequence alignments. One is based on the pure progressive multiple sequence alignment technique and the other one is an optimized multiple sequence alignment technique based on the ant colony heuristics. Both techniques take on some of its stages of parallel strategies, focusing on reducing the execution time of algorithms. Performance and quality tests of the alignments were conducted with both strategies and showed that the optimized approach presents better results when it is compared with the pure progressive approach. Biology as an enough developed science was divided in some areas, and genetics is one of them. This area has improved... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador : Celso Pascoli Bottura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2018-08-17T06:32:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CostaFilho_JoseTarcisio_D.pdf: 11412677 bytes, checksum: cbe4c9ca6c7a461ef41e5bff9934bfbd (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Sistemas reais de grande porte constituídos de subsistemas interconectados fisicamente e distribuídos espacialmente, frequentemente envolvem a descentralização do con trole entre vários agentes de decisão com objetivos diferentes e comumente conflitantes. Quando mais de um agente de decisão, AD, está envolvido, as teorias de jogos dinâmicos e de sistemas hierárquicos devem ser consideradas. Neste sentido, o jogo dinâmico, visto como uma tarefa organizacional, pode ser mapeado sobre um rede de computadores onde cada agente de decisão é associado a um computador. Para a computação paralela e distribui da de jogos dinâmicos esta tese trata de alguns aspectos importantes. Primeiramente, a proposta de um jogo distribuído assíncrono onde a distribuição dos agentes de decisão sobre a rede de computadores permite o acoplamento algoritmo/ hal'dware. Para isto, o conceito de jogo de Stackelberg é estendido para incluir jogos multiníveis onde os agentes são divididos em dois grupos: um grupo de agentes líderes (múltiplos coordenadores) e um grupo de agentes seguidores (controladores locais), e cada AD pode ou não estar cooperando dentro de seu grupo. Neste sentido, propusemos uma metodologia de otimização distribui da heterárquica que envolve esquemas de decomposições espacial e temporal com distribuiçâo da coordenaçâo, baseada em estratégias em malha aberta de Stackelberg, de Nash, de Pareto e de Equipe. Em segundo lugar, propomos formas de implementaçâo dos algoritmos de decisâo propostos sobre arquiteturas de computação paralela, vetorial e distribuida, com os objetivos de melhorar o desempenho computacional e de obter decisões on-line através da exploração dos graus de paralelismo e de vetorização nos algoritmos para a obtençâo de decisões individuais e da computação distribuida do sistema de múltiplos agentes. Em terceiro lugar, desenvolvemos uma ferramenta de software de suporte para múltiplas decisões distribui das sobre uma rede de estações de trabalho UNIX / Abstract: Reallarge scale systems consisting of physically interconnected subsystems dis ributed in space, frequently involve a decentralization of control among several decision makers with different and usually conflicting als hen more than one decision maker, D M, is involved, dynamic games theory and hierarchical approaches ould be consid ered. ln this sense, the dynamic game viewed as an organizational task can be mapped onto a computeI' network where each local decision is associated to a computeI'. For the parallel and distributed computation of dynamic games. this thesis studies some important aspects. Firstly, the proposal of an ynchronous distributed game where the distribuition of the decision makers over the computeI' network allows the matching algorithm/hardware. For doing this, the Stackelberg concept is idened to include multilevel games where the D.M sare assumed to be divided into t o groups: a group of leaders (multiple coordinators) and a group of followers (local controlers), and every DM may or may not be cooperating within his own group. ln this sense e propose an heterarchical distributed optimization methodology that inyolves temporal and spatial decomposition schemes with coordination distribution based on open-Ioop Stackelberg, Nash, Pareto and Team strategies. Secondly, we propose implementation forms for the proposed de cision algorithms on the parallel, vectorial and distributed computeI' architectures, with the objectives of computational rformance imprO ement and of on-line decision making through the algorithms parallelism and vectorizati_n degrees exploration for the individual decisions achievement and through the decision makers distributed computation. Thirdly, a distributed multidecision making suport soft are over a workstation network was developed / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Guido Costa Souza de Araújo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T08:05:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Porto_JoaoPaulo_D.pdf: 1983380 bytes, checksum: edef40fbafe26ce2d849308b08daf786 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: É sabido que o modelo de desenvolvimento de micro-processadores baseado na extração de Instruction-Level Parallelism (ILP) de código sequencial atingiu seu limite. Encontrar soluções escaláveis e eficientes que permitam a manutenção de inúmeras instruções em execução simultaneamente tem se mostrado um desafio maior que o imaginado. Neste sentido, arquitetos e micro-arquitetos de computadores vêm buscando soluções alternativas para o desenvolvimento de novas arquiteturas. Dentre as soluções existentes, vêm ganhando força as baseadas na extração de Thread-Level Parallelism (TLP). Resumidamente, TLP é um tipo de paralelismo que tenta quebrar um programa sequencial em tarefas relativamente independentes entre si para executá-las em paralelo. TLP pode ser extraído por hardware ou software. Idealmente, uma solução híbrida deve ser utilizada, com o software realizando a identificação das oportunidades de extração de TLP, e com o hardware provendo suporte para execução do código gerado. Com tal solução de compromisso, o hardware fica livre da necessidade de especular, e o software pode trabalhar com maiores garantias. Nesta Tese, estudaram-se formas automáticas de paralelização e extração de TLP. Inicialmente, focou-se em traces dinâmicos de execução de programas sequenciais. Técnicas existentes (tais como MRET e Trace Trees) mostraram-se inapropriadas, de modo que desenvolveu-se uma nova técnica chamada Compact Trace Tree (CTT), que mostrou-se mais rápida que Trace Trees. Trace Tree (TT) também apresentam grande nível de especialização de código (tail duplication), característica ausente em MRET. Além de CTT, esta Tese apresenta Trace Execution Automata (TEA), um autômato que representa traces de execução. Esta representação revelou, em nossos experimentos, quase 80% de economia de espaço quando comparada com a representação usual. A seguir, o foco da Tese foi voltado para laços de execução e para paralelização estática de código sequencial através de Decoupled Software Pipeline (DSWP). Nosso primeiro resultado nesta direção, usando Java, mostrou claramente que sem nenhum suporte em hardware, a paralelização estática de programas poderia atingir um ganho de desempenho médio de 48% nas aplicações paralelizadas. Finalmente, a Tese propõe um modelo de execução paralelo baseado em DSWP que permite a consistência de dados entre as diversas threads de programas paralelizados. Apesar de não avaliar esta arquitetura completamente, os resultados iniciais são promissores. Além disso, o suporte necessário em hardware é simples e acomoda-se sobre o protocolo de coerência de cache existente, sem alterações sensíveis no processador / Abstract: The usual, Insturction-Level Parallelism (ILP)-oriented, microprocessor development model is known to have reached a hard-to-break limit. Finding scalable and efficient solutions that keep several instructions on-the-fly simultaneously has proven to be moredifficult than imagined. In this sense, computer architects and micro-architects have been seeking alternatives to develop new architectures. Among all, the TLP-based solutions are gaining strength. In short, TLP strives to break a sequential program into quasi-independent tasks in order to execute them in parallel. TLP can be extracted either by hardware or software. Ideally, a hybrid solution would be employed, with the software being responsible to identifying TLP opportunities, and the hardware offering support for the parallel code execution. With such solution, the hardware is free from the heavy speculation burden, whilst the software can be parallelized with more warranties. In this Thesis, automatic parallelization and TLP strategies were studied. The research first focused on dynamic execution traces. Existing techniques, such as MRET and Trace Trees proved unsuitable for our goals, which led us to develop a new trace identification technique called Compact Trace Trees, which showed to be faster than Trace Trees. Compact Trace Trees also present trace specialization, which MRET lacks. Besides Compact Trace Trees, this Thesis presents a new trace representation called Trace Execution Automata, an automaton representing the execution traces. This technique revealed nearly 80% memory size savings when compared to the usual, code duplication representation. Next, the Thesis' focus shifted to parallelizing loops statically. Our initial result in this direction, using Java and without any hardware support, clearly revealed that static parallelization of sequential programs could reach a 48% average speedup when compared to their sequential execution. Finally, a new, Decoupled Software Pipelining-based execution model with automatic data coherence amongst parallelized programs'threads is proposed by the Thesis. Despite the lack of a full model evaluation, the initial results are promising. Differently from other proposals, the hardware support necessary for this architecture is simple and builds upon the existing cache coherence protocol, without any modifications to this sensitive system component / Doutorado / Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Marco Aurelio Amaral Henriques / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T23:04:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Herai_RobertoHirochi_M.pdf: 4053882 bytes, checksum: c48bdb80fdf9c0bbdb2249a62b3a2345 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A predição de desempenho é um importante mecanismo para avaliar a utilização de recursos e estimar o tempo de execução de aplicações em sistemas paralelos. Este trabalho apresenta uma ferramenta que permite criar modelos que representam características da aplicação e dos computadores utilizados para processá-la. Tais modelos são combinados para gerar um modelo de desempenho mais abrangente, cuja análise permite obter estimativas de tempo de execução que contemplem fatores de atraso tais como operações aritméticas sobre diferentes tipos de dados e efeitos de contenção, causados por concorrência. As estimativas podem ser geradas em poucos segundos e permitem analisar o impacto causado na aplicação pela utilização de diferentes configurações do sistema de processamento paralelo. A ferramenta foi implementada para um sistema de processamento paralelo baseado em Java, chamado JoiN, e ela mostrou ser possível obter estimativas satisfatórias de tempos de execução para diversos tipos de aplicações paralelas / Abstract: Performance prediction is an important mechanism to evaluate the use of resources and predict the execution time of applications in parallel systems. This work presents a tool for the creation of models that represent applications and computers characteristics. Such models are combined to generate a performance model, whose analysis derives execution time estimates that include delay factors, such as arithmetic operations on different data types and contention effects caused by process concurrence. The estimates can be generated in a few seconds and allow the analysis of the impact caused in the application by changes in the parallel system configuration. The tool was implemented for a Java based parallel processing system called JoiN and it showed that satisfactory execution time estimates can be obtained for several types of parallel applications / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Vinicius Amaral Armentano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-21T16:19:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yamashita_DeniseSato_M.pdf: 17113576 bytes, checksum: 521aa681cb74631854ad49e388dd8145 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Esta dissertação trata de problema de programar n tarefas em m máquinas paralelas idênticas, com o objetivo de minimizar o atraso médio em relação às datas de entrega. Para resolver o problema, propõe-se uma aplicação de busca tabu e duas estratégias de diversificação. O desempenho das heurísticas foi comparado através de testes computacionais gerados para 900 problemas. Foram realizados testes envolvendo até 10 máquinas e 150 tarefas. Para 540 problemas os resultados são comparados com limitantes inferiores gerados por relaxação lagrangeana. Em mais 65% desses problemas, os resultados dos métodos propostos chegaram a menos de 1% do limitante inferior / Abstract: This thesis deals with the problem of scheduling n jobs on m parallel identical machines with the objective of minimizing the mean tardiness. In order to solve this problem, it is proposed a tabu search approach and two diversification strategies. The performance of the heuristics was measured by computacional tests for 900 problems. The tests were made in instances with up to 10 machines and 150 jobs. For 540 problems, the results are compared with lower bounds given by a lagragian relaxation. In more than 65% of these problems, the results of the proposed method are within 1% of the lower bounds. within 1% of the lower bounds / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica