Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-06T13:27:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) versao_biblioteca.pdf: 3051240 bytes, checksum: ac1a91e08d64c78a372cb0e151bcb7c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T13:27:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) versao_biblioteca.pdf: 3051240 bytes, checksum: ac1a91e08d64c78a372cb0e151bcb7c7 (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / CAPEs / Empowering application programmers to make energy-aware decisions is a critical dimension in improving energy efficiency of computer systems. Despite the growing interest in designing software development processes, frameworks, and programming models to facilitate application-level energy management, little is known on how to design application-level energy-efficient solutions for concurrent software running on parallel architectures. This is unfortunate for at least two reasons: (1) thanks to the proliferation of multicore CPUs, concurrent programming is a standard practice in modern software engineering; (2) a CPU with more cores (say 32) often consumes more power than one with fewer cores (say 1 or 2). However, application developers still do not understand how their code modifications impact energy consumption in a parallel system. Analyzing STACKOVERFLOW showed evidence that this is a real problem; Even though the interest in energy consumption issues is increasing over the years, developers still hold misconceptions and assumptions that are not always true. This lack of knowledge is primarily due to a lack of appropriate tools to measure/identify/refactor energy consumption hotspots. This thesis begins to bridge the chasm of the first problem — the lack of knowledge — by presenting an extensive experimental space exploration over two concurrent programming building blocks: (1) thread-safe collections and (2) thread management constructs. Through a list of findings that are not always obvious, we illuminate the relationship between the choices and settings of design decisions and energy consumption of parallel systems. This thesis then starts to bridge the gap of the second problem — the lack of tools. Lessons learned in our previous studies showed that ForkJoin tasks often operate on an indexable data structure, with subtasks operating only on part of this data structure. One naïve solution is to copy part of the data structure and use it in the next computation. In a recursive framework such as ForkJoin, given an array-based representation, each recursive call will create n new arrays, where n is the width of forking. To address this, we derive a refactoring that, instead of copy part of the data structure, it shares it, allowing subtasks to operate on contiguous partitions of the data structure. We manually applied this refactoring into 15 open source projects. Our refactoring succeed in saving energy for each one of them (12% average saving). We sent the refactored versions to the project owner and, during a timeframe of 40 days, 7 out of 9 projects that replied to our patches have already accepted and merged them. Discussions during the merge process revealed that developers were not aware of this optimization. We then implemented this refactoring as an Eclipse plug-in so that other developers can (1) detect uses of copy where it would be beneficial to use sharing and (2) refactor the code in an automated way. / Fornecer meios para que desenvolvedores de software tomem decisões energeticamente eficientes é uma dimensão crítica para se melhorar o consumo de energia de sistemas computacionais. Apesar do crescente interesse em processos de desenvolvimento de software, arcabouços, e modelos de programação de forma a facilitar o gerenciamento de energia no nível da aplicação, pouco se sabe sobre como arquitetar sistemas concorrentes energéticamente eficientes que rodem em arquiteturas paralelas. Isso é inoportuno por pelo menos duas razões: (1) graças a proliferação de CPUs multicore, programação concorrente se tornou uma prática padrão na engenharia de software moderna; (2) uma CPU com várias unidades de processamento (por exemplo, 32) geralmente dissipa mais potência do que uma com um número menor (por exemplo, 1 ou 2). No entanto, desenvolvedores ainda não entendem como suas modificações de código impactam no consumo de energia de uma aplicação paralela. Uma análise do StackOverflow mostrou evidências que esse é um problema real; mesmo embora exista um crescente interesse em questões relacionadas ao consumo de energia, desenvolvedores ainda cometem equívocos e mantêm suposições que não são sempre verdadeiras. Essa falta de conhecimento é primariamente devido a falta de ferramentas apropriadas para medir/identificar/refatorar hotspots de consumo de energia. Essa tese então começa a pavimentar o abismo do primeiro problema — a falta de conhecimento — através de uma extensa exploração experimental de dois dos pilares fundamentais da programação concorrente: (1) coleções thread-safe e (2) construções para o gerenciamento de threads. Através de uma lista de achados que não são sempre óbvios, esta tese ilumina o relacionamento entre escolhas de design de código paralelo com seu consumo de energia. Esta tese começa então a pavimentar a lacuna do segundo problema — a falta de ferramentas. Lições aprendidas em um dos estudos anteriores mostraram que várias tarefas do arcabouço ForkJoin operam em estrutura de dados indexáveis, com sub-tarefas operando somente em parte dessa estrutura de dados. Uma solução ingênua é de copiar parta da estrutura de dados e utiliza-la na computação sub-sequente. Em um arcabouço recursivo como o ForkJoin, dado uma representação baseada em arrays, cada chamada recursiva criará n novos arrays, onde n é a profundidade do fork. Como solução, esta tese apresenta uma refatoração que, ao invés de copiar parte da estrutura de dados, ela compartilha-a, possibilitando que sub-tarefas operem em partições contíguas da estrutura de dados. Essa refatoração foi avaliada em 15 projetos de código aberto, a qual foi capaz de economizar energia em todos os casos (média de 12% de economia). A versão refatorada foi enviada aos mantenedores do projeto original e, durante um período de 40 dias, 7 dos 9 mantenedores que responderam aos patches enviados já haviam aceitado-os e integrado-os. Discussões durante o processo de integração revelaram que desenvolvedores não estão cientes desta otimização. Esta tese então implementou essa refatoração como um plug-in da IDE Eclipse de forma que outros desenvolvedores possam (1) detectar usos de cópia em cenários o quais seriam beneficiais o uso do modelo de compartilhamento and (2) refatorar o código de forma automática.

O teste de programas concorrentes e uma atividade desaadora, devido a fatores que não estão presentes em programas sequenciais, como comunicação, sincronização e não determinismo. Algumas técnicas de teste têm sido propostas para o contexto de programação concorrente, mas raramente sua aplicabilidade e avaliada por estudos teóricos ou experimentais. Este trabalho contribui nesse sentido, propondo e conduzindo um estudo experimental para avaliar o custo, eficácia e aspecto complementar dos critérios de teste estruturais para programas concorrentes no contexto de memória compartilhada, implementados usando o padrão PThreads (Posix Threads). A ferramenta de teste ValiPThread e usada para auxiliar a condução do experimento. Os programas usados no experimento foram selecionados de benchmarks, como o Inspect, Helgrind e Rungta. Esses benchmarks são comumente usados no estudo de técnicas de teste para programas concorrentes. Programas que resolvem problemas clássicos da programação concorrente também foram incluídos no estudo. Com base nos resultados obtidos foi definida uma estratégia de aplicação, considerando aspectos de custo e eficácia dos critérios de teste. Além disso, todo o material utilizado e gerado durante o experimento foi reunido em um pacote de laboratório, a fim de contribuir com a comunidade de pesquisa, possibilitando replicações e comparações desses critérios com outras técnicas de teste no contexto de programas concorrentes / Concurrent program testing is a challenging activity due to the communication, synchronization and nondeterminism of this application domain. Despite that, some testing techniques for concurrent programs have been proposed, but their applicability is rarely evaluated by theoretical or experimental studies. This work contributes in this direction proposing and conducting an experimental study to evaluate the cost, effectiveness and strength of structural testing criteria for multithreaded programs, implemented using the Pthreads standard (POSIX Threads). The testing tool ValiPThread is used to support the conduction of the experiment. The programs used in this experiment were selected from classical benchmarks, such as Inspect, Helgring and Rungta. These benchmarks are commonly used to study testing techniques for concurrent programs. We also include programs that solve concurrent classical problems. Based on the obtained results, we defined an application testing strategy, considering cost and effectiveness aspects of the testing criteria. Furthermore, all material used and generated during the experiment was incorporated in a lab package, in order to contribute with further research studies making possible replications and comparisons of these testing criteria with other testing techniques in context of concurrent programs

A programação concorrente é cada vez mais utilizada nos sistemas atuais com o objetivo de reduzir custos e obter maior eficiência no processamento. Com a importância da programação concorrente é imprescindível que programas que implementam esse paradigma apresentem boa qualidade e estejam livres de defeitos. Assim,diferentes técnicas e critérios de teste vêm sendo definidos para apoiar a validação de aplicações desenvolvidas nesse paradigma. Nesse contexto, a geração automática de dados de teste é importante, pois permite reduzir o custo na geração e seleção de dados relevantes. O uso de técnicas meta-heurísticas tem sido uma área de grande interesse entre os pesquisadores para geração de dados, pois essas técnicas apresentam abordagens aplicáveis a problemas complexos e de difícil solução. Considerando esse aspecto, este trabalho apresenta uma abordagem de geração automática de dados para o teste estrutural de programas concorrentes em MPI (Message Passing Interface). A meta-heurística usada foi Algoritmo Genético em que a busca é guiada por critérios de teste que consideram características implícitas de programas concorrentes. O desempenho da abordagem foi avaliado por meio da cobertura dos dados detestes, da eficácia em revelar defeitos e do custo de execução. Para comparação, a geração aleatória foi considerada. Os resultados indicaram que é promissor usar geração de dados de teste no contexto de programas concorrentes, com resultados interessantes em relação à eficácia e cobertura dos requisitos de teste. / Concurrent programming has been increasingly used in current systems in order to reduce costs and obtain higher processing efficiency and, consequently, it is expected that these systems have high quallity. Therefore, different techniques and testing criteria have been proposed aiming to support the verification and validation of the concurrent applications. In this context, the automated data test generation allows to reduce the testing costs during the generation and selection of data tests. Metaheuristic technique has been widely investigated to support the data test generation because this technique has presented good results to complex and costly problems. In this work, we present an approach to the automated data test generation for message passing concurrent programs in MPI (Message Passing Interface). The generation of data test is performed using the genetic algorithm metaheuristic technique, guiding by structural testing criteria. An experimental study was conducted to evaluate the proposed approach, analyzing the effectiveness and application cost. The results indicate that the genetic algorithm is a promising approach to automated test data generation for concurrent programs, presenting good results in relation to effectiveness and data test coverage.

Made available in DSpace on 2016-03-22T17:26:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_de_Mestrado_II_Marcos_Echevarria.pdf: 448582 bytes, checksum: ee87f1f43559b95302ad2f21fa2813e7 (MD5) Previous issue date: 2010-03-25 / As arquiteturas multi-core influenciam diretamente no desenvolvimento de software. Para que os programas possam tirar proveito dessas arquiteturas ´e necess´ario que estes possuam v´arias atividades concorrentes e que possam ser alocadas aos cores dispon ´ıveis. Programas concorrentes para m´aquinas multi-core s ao geralmente implementados usando threads e se comunicam atrav´es de uma mem´oria compartilhada. Para evitar que threads interfiram de maneira errada no trabalho de outras threads, as linguagens fornecem mecanismos de sincronizac¸ ao, como por exemplo bloqueios. Mas sincronizac¸ oes baseadas em bloqueios apresentam algumas armadilhas que dificultam a programac¸ ao e s ao propensas a erros (PEYTON JONES, 2007; HERLIHY; MOSS, 1993). Mem´orias transacionais fornecem um novo modelo de controle de concorr encia que n ao apresenta as mesmas dificuldades encontradas no uso de bloqueios. Elas trazem para a programac¸ ao concorrente os conceitos de controle de concorr encia usados h`a d´ecadas pela comunidade de banco de dados. Construc¸ oes em linguagens transacionais s ao f´aceis de serem usadas e podem gerar programas altamente escal´aveis (ADLTABATABAI; KOZYRAKIS; SAHA, 2006). O objetivo deste trabalho ´e apresentar a linguagem CMTJava. CMTJava ´e uma linguagem de dom´ınio espec´ıfico para programac¸ ao de mem´orias transacionais em Java e foi criada visando facilitar a programac¸ ao de m´aquinas multi-core. Seu sistema foi todo desenvolvido em Java e a forma de implementac¸ ao pode ser aplicada em qualquer outra linguagem orientada a objetos que suporte closures, como por exemplo C#. CMTJava faz uso das chamadas m onadas para compor ac¸ oes transacionais. Ac¸ oes transacionais podem ser combinadas para gerar novas transac¸ oes e vale ressaltar que o sistema de tipos da linguagem CMTJava garante que ac¸ oes transacionais somente ser ao executadas atrav´es da primitiva atomic. CMTJava apresenta todas as construc¸ oes de mem´orias transacionais (atomic, retry, OrElse) e ´e a primeira extens ao Java para transac¸ oes que suporta a construc¸ ao OrElse

A Programação Concorrente tornou-se uma forma popular de desenvolvimento de software. Este paradigma de desenvolvimento e essencial para construir aplicações com o intuito de reduzir o tempo computacional em muitos domínios como, por exemplo, previsão tempo, processamento de imagem, entre outros. Estes programas têm novas características como a comunicação, a sincronização e o não determinismo, que precisam ser considerados durante a atividade de teste. O teste de software e uma atividade que busca garantir a qualidade por meio da identificação de falhas no produto. O Teste de Mutação e um critério de teste que se baseia nos enganos que podem ser cometidos pelos desenvolvedores de software. Porém, o teste de mutação não pode ser aplicado em programas concorrentes da mesma maneira como e aplicado em programas sequenciais por causa das particularidades presentes nos programas concorrentes. Um problema de aplicar o teste de mutação nesse contexto e o comportamento não determinístico das aplicações. Este trabalho investiga a definição do teste de mutação para programas concorrentes implementados em MPI (Message Passing Interface), os quais realizam comunicação e sincronização por meio de troca de mensagens. Para isso, defeitos típicos nesse domínio foram considerados, buscando modelar operadores de mutação para tratar os aspectos de comunicação e sincronização dessas aplicações. Também foi proposto um procedimento para dar suporte a análise comportamental dos mutantes. As idéias foram implementadas em uma ferramenta de teste chamada ValiMPI Mut / Concurrent programming became a popular paradigm for software development. This paradigm is essential to build applications which aim to reduce the computational time in many areas, such as, weather forecast, image processing, among others. These programs present new features such as communication, synchronization, and nondeterminism, which must be considered during the testing activity. Software testing is an activity that looks to ensure quality by identifying faults in the product. Mutation Testing is a criterion based on the most common mistakes that might be made by software developers. However, the mutation testing cannot be applied in concurrent programs the same way as applied in sequential ones due to the peculiarities present in concurrent programs. One of the problems in applying mutation testing in this context is the non-deterministic behavior. This work investigates the definition of mutation testing for concurrent programs implemented in MPI (Message Passing Interface), which perform communication and synchronization using message passing. For this, typical faults in this area were considered in order to model mutation operators addressing the aspects of communication and synchronization of these applications. Also, we are proposing a new procedure to support the behavioral analysis of the mutants. The ideas were implemented in a testing tool called ValiMPI Mut

O teste de programas concorrentes e uma atividade desaadora, devido a fatores que não estão presentes em programas sequenciais, como comunicação, sincronização e não determinismo. Algumas técnicas de teste têm sido propostas para o contexto de programação concorrente, mas raramente sua aplicabilidade e avaliada por estudos teóricos ou experimentais. Este trabalho contribui nesse sentido, propondo e conduzindo um estudo experimental para avaliar o custo, eficácia e aspecto complementar dos critérios de teste estruturais para programas concorrentes no contexto de memória compartilhada, implementados usando o padrão PThreads (Posix Threads). A ferramenta de teste ValiPThread e usada para auxiliar a condução do experimento. Os programas usados no experimento foram selecionados de benchmarks, como o Inspect, Helgrind e Rungta. Esses benchmarks são comumente usados no estudo de técnicas de teste para programas concorrentes. Programas que resolvem problemas clássicos da programação concorrente também foram incluídos no estudo. Com base nos resultados obtidos foi definida uma estratégia de aplicação, considerando aspectos de custo e eficácia dos critérios de teste. Além disso, todo o material utilizado e gerado durante o experimento foi reunido em um pacote de laboratório, a fim de contribuir com a comunidade de pesquisa, possibilitando replicações e comparações desses critérios com outras técnicas de teste no contexto de programas concorrentes / Concurrent program testing is a challenging activity due to the communication, synchronization and nondeterminism of this application domain. Despite that, some testing techniques for concurrent programs have been proposed, but their applicability is rarely evaluated by theoretical or experimental studies. This work contributes in this direction proposing and conducting an experimental study to evaluate the cost, effectiveness and strength of structural testing criteria for multithreaded programs, implemented using the Pthreads standard (POSIX Threads). The testing tool ValiPThread is used to support the conduction of the experiment. The programs used in this experiment were selected from classical benchmarks, such as Inspect, Helgring and Rungta. These benchmarks are commonly used to study testing techniques for concurrent programs. We also include programs that solve concurrent classical problems. Based on the obtained results, we defined an application testing strategy, considering cost and effectiveness aspects of the testing criteria. Furthermore, all material used and generated during the experiment was incorporated in a lab package, in order to contribute with further research studies making possible replications and comparisons of these testing criteria with other testing techniques in context of concurrent programs

Submitted by Gustavo José de Sousa null (gustavo.jo.sousa@gmail.com) on 2017-11-07T18:17:35Z No. of bitstreams: 1 dissertacao.pdf: 1114730 bytes, checksum: 360fec3dffa930a34e0cdc2bb0ff960d (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-11-21T13:38:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sousa_gj_me_sjrp.pdf: 1114730 bytes, checksum: 360fec3dffa930a34e0cdc2bb0ff960d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-21T13:38:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sousa_gj_me_sjrp.pdf: 1114730 bytes, checksum: 360fec3dffa930a34e0cdc2bb0ff960d (MD5) Previous issue date: 2017-08-30 / Omissão de lock é uma técnica onde operações de aquisição e liberação de lock são omitidas (especulação) de forma a permitir que regiões críticas compartilhando um mesmo lock possam executar concorrentemente, permitindo assim se explorar um nível maior de concorrência em programas que utilizam esse método popular de sincronização. Para se manter o princípio de atomicidade, as modificações no estado do programa realizadas pela região crítica são mantidas em um buffer interno e são efetivadas apenas ao fim da mesma. Em caso de inconsistências, diferentes políticas em como proceder são possíveis, o que diferencia as diversas abordagens de omissão de lock encontradas na literatura. Por exemplo, a abordagem original, Speculative Lock Elision (SLE), que é implementada no nível microarquitetural, recorre a adquirir o lock de forma tradicional quando uma especulação falha. Em algumas situações, esta política conservadora acaba por restringir o ganho em desempenho originalmente pretendido por impor um volume de sincronização desnecessário (lemming effect). Uma forma de superar tal limitação é o emprego de omissão de lock transacional (Transactional Lock Elision, em inglês), onde a especulação de regiões críticas se dá por meio de transações e o controle de execução é devolvido ao software em eventos de transações abortadas, o que permite que diferentes estratégias sejam empregadas com o objetivo de permitir execução concorrente mesmo em presença de falha de especulação. Neste contexto, uma das abordagens possíveis é o esquema chamado Software-assisted Conflict Management (SCM), onde um lock auxiliar é utilizado para sincronizar transações abortadas e, assim, manter o lock original livre, permitindo que outras transações prossigam sua execução. No presente trabalho, uma extensão ao SCM é proposta, o esquema Fine-grained Software-assisted Conflict Management (FGSCM), onde múltiplos locks são utilizados para permitir que transações abortadas por conflitos em diferentes regiões de memória possam ser executadas de forma concorrente. O algoritmo proposto foi implementado utilizando a interface RTM da extensão Intel® TSX e experimentos foram realizados em um máquina quadcore, para os quais, em casos com predominância de operações de leitura em memória, observou-se um ganho em desempenho médio de 11% e 36% com relação à abordagem SCM original e ao uso de um spin lock comum, respectivamente. / Lock elision is a technique that omits acquire/release lock operations (speculation) so as to allow critical regions sharing the same lock to run concurrently, which yields a higher level of concurrency explored by programs that use such popular synchronization mechanism. In order to honor atomicity, modifications on the program's state made by the critical regions are kept in an internal buffer and only applied at the end of the speculation. If inconsistency is found, different policies on how to proceed are possible, which make up the several existing approaches found in the literature. As an example, the original one, namely Speculative Lock Elision (SLE), which is implemented at the level of microarchitecture, falls back to acquire the lock in a standard manner when there is speculation error. In some situations, such conservative policy ends up restricting the intended performance gains due to the unnecessary synchronization imposed (lemming effect). A way to address this issue is through Transactional Lock Elision (TLE) techniques, in which speculation of critical regions is done by means of transactions and execution control is passed back to software on abort events, which makes possible the use of different strategies to allow concurrent execution even in presence of speculation error. In this context, one possible approach is called Software-assisted Conflict Management (SCM), where an auxiliary lock is used to serialize aborted transactions and, as such, keep the original one free, so that others may proceed on their execution. The work presented in this document proposes an extension of SCM, called Fine-grained Software-assisted Conflict Management (FGSCM), where multiple auxiliary locks are applied in order to allow transactions aborted due to conflict on different regions of memory to be executed concurrently. The proposed algorithm was implemented by using the RTM interface from Intel®'s TSX extension and experiments were performed on a quadcore machine. On read-dominated workloads, an average performance gain of 11% and 36% was observed against the original SCM and a typical spin lock, respectively.

A Programação Concorrente tornou-se uma forma popular de desenvolvimento de software. Este paradigma de desenvolvimento e essencial para construir aplicações com o intuito de reduzir o tempo computacional em muitos domínios como, por exemplo, previsão tempo, processamento de imagem, entre outros. Estes programas têm novas características como a comunicação, a sincronização e o não determinismo, que precisam ser considerados durante a atividade de teste. O teste de software e uma atividade que busca garantir a qualidade por meio da identificação de falhas no produto. O Teste de Mutação e um critério de teste que se baseia nos enganos que podem ser cometidos pelos desenvolvedores de software. Porém, o teste de mutação não pode ser aplicado em programas concorrentes da mesma maneira como e aplicado em programas sequenciais por causa das particularidades presentes nos programas concorrentes. Um problema de aplicar o teste de mutação nesse contexto e o comportamento não determinístico das aplicações. Este trabalho investiga a definição do teste de mutação para programas concorrentes implementados em MPI (Message Passing Interface), os quais realizam comunicação e sincronização por meio de troca de mensagens. Para isso, defeitos típicos nesse domínio foram considerados, buscando modelar operadores de mutação para tratar os aspectos de comunicação e sincronização dessas aplicações. Também foi proposto um procedimento para dar suporte a análise comportamental dos mutantes. As idéias foram implementadas em uma ferramenta de teste chamada ValiMPI Mut / Concurrent programming became a popular paradigm for software development. This paradigm is essential to build applications which aim to reduce the computational time in many areas, such as, weather forecast, image processing, among others. These programs present new features such as communication, synchronization, and nondeterminism, which must be considered during the testing activity. Software testing is an activity that looks to ensure quality by identifying faults in the product. Mutation Testing is a criterion based on the most common mistakes that might be made by software developers. However, the mutation testing cannot be applied in concurrent programs the same way as applied in sequential ones due to the peculiarities present in concurrent programs. One of the problems in applying mutation testing in this context is the non-deterministic behavior. This work investigates the definition of mutation testing for concurrent programs implemented in MPI (Message Passing Interface), which perform communication and synchronization using message passing. For this, typical faults in this area were considered in order to model mutation operators addressing the aspects of communication and synchronization of these applications. Also, we are proposing a new procedure to support the behavioral analysis of the mutants. The ideas were implemented in a testing tool called ValiMPI Mut

A programação concorrente é cada vez mais utilizada nos sistemas atuais com o objetivo de reduzir custos e obter maior eficiência no processamento. Com a importância da programação concorrente é imprescindível que programas que implementam esse paradigma apresentem boa qualidade e estejam livres de defeitos. Assim,diferentes técnicas e critérios de teste vêm sendo definidos para apoiar a validação de aplicações desenvolvidas nesse paradigma. Nesse contexto, a geração automática de dados de teste é importante, pois permite reduzir o custo na geração e seleção de dados relevantes. O uso de técnicas meta-heurísticas tem sido uma área de grande interesse entre os pesquisadores para geração de dados, pois essas técnicas apresentam abordagens aplicáveis a problemas complexos e de difícil solução. Considerando esse aspecto, este trabalho apresenta uma abordagem de geração automática de dados para o teste estrutural de programas concorrentes em MPI (Message Passing Interface). A meta-heurística usada foi Algoritmo Genético em que a busca é guiada por critérios de teste que consideram características implícitas de programas concorrentes. O desempenho da abordagem foi avaliado por meio da cobertura dos dados detestes, da eficácia em revelar defeitos e do custo de execução. Para comparação, a geração aleatória foi considerada. Os resultados indicaram que é promissor usar geração de dados de teste no contexto de programas concorrentes, com resultados interessantes em relação à eficácia e cobertura dos requisitos de teste. / Concurrent programming has been increasingly used in current systems in order to reduce costs and obtain higher processing efficiency and, consequently, it is expected that these systems have high quallity. Therefore, different techniques and testing criteria have been proposed aiming to support the verification and validation of the concurrent applications. In this context, the automated data test generation allows to reduce the testing costs during the generation and selection of data tests. Metaheuristic technique has been widely investigated to support the data test generation because this technique has presented good results to complex and costly problems. In this work, we present an approach to the automated data test generation for message passing concurrent programs in MPI (Message Passing Interface). The generation of data test is performed using the genetic algorithm metaheuristic technique, guiding by structural testing criteria. An experimental study was conducted to evaluate the proposed approach, analyzing the effectiveness and application cost. The results indicate that the genetic algorithm is a promising approach to automated test data generation for concurrent programs, presenting good results in relation to effectiveness and data test coverage.

Este trabalho apresenta a implementação e a utilização da migração de processos SPMD (Single Program Multiple Data), a qual realiza somente a transferência dos dados, que estão sendo manipulados pelo processo, para realizar a migração. Seu principal objetivo foi o estudo do impacto do balanceamento de carga no desempenho de aplicações, desenvolvidas utilizando o modelo de programação SPMD. Depois de realizados testes com aplicações SPMD reais, em sistemas computacionais distribuídos utilizando a migração de processos SPMD, foi possível verificar que ganhos de desempenho podem ser alcançados, tanto na migração de processos quanto no tempo de execução de aplicações paralelas SPMD. / This research presents the implementation and use of the SPMD (Single Program Multiple Data) process migration, which only does the transference of the data that are being used by the process, to perform the process migration. Its main objective was the study of the load balancing impact in the performance of applications developed using the SPMD programming model. After performing the tests with real SPMD applications, in distributed computational systems using the SPMD process migration, it was achieved good performance gains, both in the process migration and in the time execution of applications SPMD parallel applications.