Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000399893-Texto+Completo-0.pdf: 1667296 bytes, checksum: 30db027cb6bbef2de3ec8544333c6dde (MD5) Previous issue date: 2007 / One of the main problems in the high performance computing area is the difficulty to define which is the best strategy to paralelize an application. In this context, the use of analytical methods to evaluate the performance behavior of such applications seems to be an interesting alternative and can help to identify the best implementation strategies. In this work, the Stochastic Automata Network formalism is adopted to model and evaluate the performance os parallel applications, specially developed for clusters of workstations platforms. The methodology used is based on the construction of generic models to describe classical parallel implementation schemes, like Master/Slave, Parallel Phases, Pipeline and Divide and Conquer. Those models are adapted to represent cases of real applications through the definition of input parameters values. Finally, aiming to verify the accuracy of the adopted technique, some comparisons with real applications implementation results are presented. / Um dos maiores problemas na área de computação de alto desempenho é a dificuldade de definir qual a melhor estratégia de paralelização de uma aplicação. Neste contexto, a utilização de métodos analíticos para a avaliação de desempenho de aplicações paralelas aparece como uma alternativa interessante para auxiliar no processo de escolha das melhores estratégias de paralelização. Neste trabalho, propõe-se a adoção do formalismo de Redes de Autômatos Estocásticos para modelar e avaliar o desempenho de aplicações paralelas especialmente desenvolvidas para máquinas agregadas (i. e., clusters). A metodologia utilizada é baseada na construção de modelos genéricos para descrever esquemas clássicos de implementação paralela, tais como Mestre/Escravo, Fases Paralelas, Pipeline e Divisão e Conquista. Estes modelos são adaptados em casos de aplicações reais através da definição de valores para parâmetros de entrada dos modelos. Finalmente, com intuito de verificar a precisão da técnica de modelagem adotada, comparações com resultados de implementações reais são apresentadas.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000404328-Texto+Completo-0.pdf: 3041840 bytes, checksum: 71eb19106ae512b0259919d42c2e2389 (MD5) Previous issue date: 2008 / Increasing evolution in the microelectronic field within the last decades has resulted in an expansive growth of integration capacity of systems on a single chip, that has brought about the need for new technologies for analyzing the correct functioning of systems. Recently, new processor architectures have been observed moving from a single CPU (Central Processing Unit) to multiple cores (typically 2, 4 and 8 processors on a single chip). It is a scenario which evolves from mono electronic systems to multiprocessors that this paper lies, aiming at proposing an expansion of CFCSS (Control Flow Checking by Software Signatures) technique, which was developed by Edward J. McCluskey for monoprocessed systems, in a version applicable to systems with multiple processors in a single SoC (Systemon- Chip). This work is made of two parts. The first part presents taxonomy and basic concepts of fault-tolerating systems, followed by a bibliographical review of main techniques for detecting fault in software in monoprocessed systems, besides approaching reprogrammable technology evolution. The second part describes the development methodology for hardware and software platforms, as well the stages carried out and the difficulties found. In addition, it presents the CFCSS technique adapted to several processors, the communication protocol developed to carry out tests and the results obtained. This paper presents an innovative profile and is justified by the tendency of embedded systems to have, in the near future, multiple processors and applications being executed simultaneously. / A crescente evolução da área da microeletrônica nas últimas décadas acarretou um aumento expressivo da capacidade de integração de sistemas em um único chip, o que levou à necessidade de novas tecnologias para a análise do correto funcionamento dos sistemas. Observam-se, recentemente, novas arquiteturas de processadores, migrando de uma única CPU (Unidade Central de Processamento) para múltiplos núcleos (tipicamente, 2, 4 e 8 processadores em uma única pastilha). É neste cenário, que evolui de sistemas eletrônicos mono para multiprocessados, que este trabalho se insere, visando propor uma expansão da técnica CFCSS (Control Flow Checking by Software Signatures), desenvolvida por Edward J. McCluskey para sistemas monoprocessados, a uma versão aplicável a sistemas com vários processadores em um SoC (System-on-Chip). Quanto à sua estrutura, este trabalho constitui-se de duas partes. A primeira apresenta a taxonomia e os conceitos básicos de sistemas tolerantes a falhas e uma revisão bibliográfica das principais técnicas de detecção de falhas em software em sistemas monoprocessados, além de abordar a evolução da tecnologia reprogramável. A segunda parte descreve a metodologia de desenvolvimento das plataformas de hardware e de software, bem como as etapas realizadas e as dificuldades encontradas. Além disso, apresenta a técnica CFCSS adaptada a vários processadores, o protocolo de comunicação desenvolvido para a realização dos testes e os resultados obtidos. Assim, este trabalho demonstra caráter inovador e se justifica pela tendência de os sistemas embarcados possuírem, vários processadores e aplicações sendo executadas simultaneamente.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000387398-Texto+Completo-0.pdf: 1888290 bytes, checksum: 75c45ec3baed89ae6d44149b3c5e8b3a (MD5) Previous issue date: 2006 / This work introduces a strategy aiming the reduction of the intrusion (probe-effect mitigation) resulting from software testing activities in message passing parallel programs. In order to accomplish this goal, a test environment has been developed, based on functional software testing techniques and debugging approaches. The environment, which makes use of Java as the programming language and MPI as the library for message exchange, is based on the use of Stochastic Automata Network (SAN) for the application behavioural model representation. Test cases are created from this behavioural model to stimulate parallel programs, seeking for inter-process communication errors. These faults are identified by monitoring and analysis modules, using on-line approaches, that observe the application’s execution looking for inconsistencies between reached and expected states in the model. In order to define a less intrusive test strategy, emphasis has been given not only to the definition and generation of test cases, but also to the approaches employed in the test engine for the monitoring and analysis stages. It is expected that this strategy would help in the validation of the testing process approaches, and also in the identification of eventual problems. / Nesse trabalho é apresentada uma estratégia para diminuir a intrusão do teste de software em programas paralelos baseados em troca de mensagens. Para isso, um ambiente de teste foi desenvolvido utilizando técnicas de teste de software funcional e abordagens de depuração. O ambiente, que utiliza Java como linguagem de programação e MPI como biblioteca para troca de mensagens, baseia-se na idéia de utilizar Rede de Autômatos Estocásticos (SAN) para a representação do modelo comportamental da aplicação e, com isso, criar casos de teste que exercitem a aplicação paralela na busca por falhas de comunicação entre os processos. Essas falhas são identificadas pelos módulos de monitoração e análise on-line, que observam a execução da aplicação, verificando inconsistências entre os estados atingidos e os estados esperados do modelo. Para a diminuição da intrusão foi dada ênfase tanto para a definição e geração de casos de teste, quanto para as abordagens utilizadas no engine de teste nas etapas de monitoração e análise. Busca-se com essa estratégia, validar as abordagens utilizadas no processo de teste e identificar eventuais problemas.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000399886-Texto+Completo-0.pdf: 1933710 bytes, checksum: 802b7870cad99de8d93c140653277d3d (MD5) Previous issue date: 2007 / The search for quality is a constant value in corporate environments. With this aim, software development organizations utilize metrics to measure quality of their products, processes and services. These metrics should be collected, consolidated and stored in a single central repository typically implemented as a Data Warehouse (DW). The definition of extraction, transformation and loading (ETL) of metrics that will be stored in DW, considering the software development environment (heterogeneity of sources, of process models, of project classes and of level of isolation) is no trivial task. This paper presents a data warehousing environment called SPDW+ as a solution to the automation of the ETL metrics process. This solution introduces a comprehensive and streamlined analytical model for the analysis and monitoring of metrics, and is built on a service-oriented approach that utilizes the Web Services technology (WS). Moreover, SPDW+ addresses the low-intrusion incremental load and the high frequency and low latency present in metrics collection. The main components of SPDW+ are specified, implemented and tested. The advantages of SPDW+ are: (i) flexibility and adaptation to meet the requirements of the constant changes in business environments; (ii) support to monitoring, which allows the run of frequent and incremental loads; (iii) the capacity to make less burdensome the complex, time-consuming task of capturing metrics; (iv) freedom of choice regarding management models and the support tools used in projects; and (v) cohesion and consistency of the information contained in the metrics repository needed to compare the data of different projects. / A busca pela qualidade é uma constante nos ambientes corporativos. Para tanto, as operações de desenvolvimento de software utilizam métricas para mensurar a qualidade dos seus produtos, processos e serviços. As mesmas devem ser coletadas, consolidadas e armazenadas em um repositório central único, tipicamente implementado na forma de Data Warehouse (DW). A definição do processo de extração, transformação e carga (ETC) das métricas a serem armazenadas nesse repositório, considerando as características do ambiente de desenvolvimento de software (heterogeneidade de fontes, de modelos de processos, de tipos de projetos e de níveis de isolamento) não é uma tarefa trivial. Este trabalho apresenta um ambiente de data warehousing denominado SPDW+, como solução para a automatização do processo de ETC das métricas. Esta solução contém um modelo analítico abrangente e elegante, para análise e monitoração de métricas, e é baseada em uma abordagem orientada a serviços, aliada à tecnologia de Web Services (WS). Além disso, o SPDW+ trata a carga incremental com baixo nível de intrusão, e alta freqüência e baixa latência na coleta das métricas. Os principais componentes da solução são especificados, implementados e testados. Os benefícios desta solução são: i) ser flexível e adaptável para atender às constantes modificações do ambiente do negócio; ii) oferecer suporte à monitoração, permitindo a realização de cargas freqüentes e incrementais; iii) ser capaz de desonerar os projetos da tarefa, laboriosa e complexa, de captura das métricas; iv) manter a liberdade de escolha dos projetos, quanto aos modelos de gestão e às ferramentas de apoio empregadas; e v) possibilitar que as informações contidas no repositório de métricas estejam coesas e consistentes, para que os dados de diferentes projetos sejam comparáveis entre si.