O desempenho do sistema de memória virtual depende diretamente da qualidade da política de gerência de memória. Estratégias podem ser desenvolvidas para melhorar tal desempenho: uma delas é criar novas políticas de gerência de memória que tenham, ao mesmo tempo, bom desempenho e simplicidade; outra maneira é desenvolver técnicas e incluir informações para auxiliar as políticas já existentes. Este trabalho procura mostrar uma estratégia para auxiliar políticas de substituição com a finalidade de obter bom desempenho em um sistema de gerência de memória, sem a necessidade de alterar o comportamento da política de substituição. Para isso, foi utilizada a técnica de busca antecipada de páginas em conjunto com a informação de frequência de acessos, obtida por meio de um método usado em processamento estatístico de linguagem natural. Os resultados mostram, além do bom desempenho, que a mesma estratégia pode ser adotada em qualquer algoritmo. / The virtual memory system performance depends directly on the quality of the memory management policy. Strategies can be developed to improve such performance: one of them is creating new memory management policies that present, at the same time, simplicity and good performance; another one is developing techniques and include information that will aid the policies that already exist. This paper aims to show a strategy that will aid replacement policies in order to obtain a good performance in a memory management system without changing the replacement policy behavior. To do so, a page prefetching technique along with information about access frequency, obtained through a method used in a statistical natural language processing, was used. The results show, besides the good performance, that the same strategy can be adopted in any algorithm.

Com a disponibilidade de redes que ligam estações cada vez mais poderosas a baixos custos, o interesse em torno de ferramentas que suportam a programação paralela em arquiteturas deste tipo tem aumentado significativamente. Esta dissertação trata do projeto e implementação de YALI (Yet Another Linda Implementation), uma ferramenta destinada ao desenvolvimento e execução de programas paralelos em redes heterogêneas de computadores. Com o objetivo de oferecer uma interface simples e flexível para os usuários programadores, YALI baseia-se no modelo Linda[GEL85], que destaca-se por utilizar uma abstração de alto nível para a cooperação entre processos. Em Linda, processos interagem por intermédio de uma memória associativa logicamente compartilhada, denominada Espaço de Tuplas. Entre outras vantagens deste modelo pode-se citar a simplicidade de suas primitivas e a possibilidade de incorporá-las a uma linguagem seqüencial conhecida, o que contribui fortemente para sua fácil assimilação, mesmo por usuários com pouca experiência em programação paralela. Após uma descrição detalhada do modelo Linda, este trabalho discute varias questões envolvidas no projeto e implementação de sistemas nele baseados. Para oferecer uma visão pratica das soluções mais freqüentemente adotadas para estas questões, quatro sistemas que implementam o modelo para programação paralela em redes são apresentados e avaliados. São eles: Glenda, uma implementacao do modelo baseada na ferramenta PVM (Parallel Virtual Machine); POSYBL (PrOgramming SYstem for distriButed appLications), um sistema construído através de recursos de sistemas operacionais compatíveis com Unix; p4-Linda, construído a partir da ferramenta de programação paralela p4 e, por fim, Network-Linda, uma implementação comercial do modelo. Depois do estudo dos quatro sistemas acima, o projeto de YALI e discutido detalhadamente. Decidiu-se, inicialmente, que YALI deveria incorporar o modelo Linda a linguagem C, que é largamente utilizada no desenvolvimento de programas de propósito geral. Além disso, optou-se por estender o modelo com algumas novas primitivas, de modo a oferecer maior poder de expressão ao usuário. Basicamente, as primitivas que YALI acrescenta ao modelo servem para dar suporte a operações globais e a criação dinâmica de threads. Operações globais servem para expressar a comunicação e a sincronização entre múltiplos processos, sendo utilizadas com bastante freqüência em vários tipos de programas paralelos. YALI suporta operações globais de maneira totalmente ortogonal ao modelo Linda, garantindo melhor desempenho sem afetar o nível de abstração oferecido. o suporte a criação dinâmica de threads, por outro lado, tem o objetivo de permitir a exploração de um paralelismo de granularidade fina, adequado ate mesmo a execução de rotinas simples em paralelo. Para suportar o desenvolvimento e execução de aplicações paralelas, YALI e implementado através de três componentes distintos. O primeiro e um pré-processador, que garante uma interface simplificada com o usuário. 0 segundo e uma biblioteca, que contem as rotinas de suporte as primitivas YALI e deve ser ligada aos programas de usuários. O terceiro componente, por fim, e um utilitário destinado a controlar a inicialização e o termino de aplicações paralelas, que baseia-se em uma configuração estabelecida pelo usuário para distribuir processos sobre uma rede de computadores. Ao contrário da maioria dos sistemas baseados em Linda, YALI implementa um espaço de tuplas distribuído entre os processos que compõem uma aplicação paralela, dispensando o use de processos especializados no gerenciamento de tuplas. Para isso, YALI utiliza múltiplas threads em cada processo definido pelo usuário, e distribui tuplas sobre estes processos através de um mecanismo baseado em hashing. A implementação de YALI leva em conta a heterogeneidade inerente a ambientes de rede, permitindo que maquinas com diferentes arquiteturas e sistemas operacionais sejam utilizadas na execução de programas paralelos. Por fim, YALI é totalmente implementado a partir de recursos presentes em sistemas compatíveis com Unix, de modo a aumentar sua portabilidade e garantir sua eficiência. / With the availability of networks connecting powerful workstations at a low cost, increasing interest has been devoted to systems that support parallel programming in such architectures. This document describes the design and implementation of YALI (Yet Another Linda Implementation), a tool that allows the development and execution of parallel programs in heterogeneous computer networks. Aiming to provide a simple and flexible interface for its users, YALI is based on the Linda parallel programming model[GEL85], that outstands in providing a high level abstraction for cooperation between processes. In Linda, communication and synchronization take place through an associative, logically shared memory called Tuple Space. Among the advantages of this model, one can mention the simplicity of its primitives, and the possibility of incorporate them in a well-known sequential language. These characteristics make Linda easy to learn, even to users with little experience in parallel programming. After a detailed description of the Linda model, this document discusses some design and implementation issues related to Linda-based systems. In order to provide a practical view of some usual solutions to address these issues, four Linda-based systems are presented and evaluated. These systems are: Glenda, an implementation of Linda built on top of PVM (Parallel Virtual Machine); POSYBL (PrOgramming SYstem for distriButed appLications), that relies on features provided by Unix-like operating systems to implement the model; p4-Linda, built on top of p4 parallel programming tool and, at last, Network-Linda, a comercial product based on Linda. All these systems, as YALI, are specially tailored to parallel programming in computer networks. Following the study of the four systems, this documents presents the design of the YALI system. One of the first design decisions was to incorporate the Linda primitives to the C language, that is broadly used as a general purpose programming language. In addition, a set of new primitives was designed as an extension to the original model, in order to increase YALI's expressivenes. Basically, the new primitives support global operations and dynamic thread creation. Global operations are useful to express communication and synchronization among multiple processes, and are frequently used many classes of parallel programs. YALI gives support to global operations in a way that is totally ortoghonal to the Linda model, ensuring better performance without affecting the abstraction level inherent to Linda-based systems. The support to dynamic thread creation, on the other hand, is helpful to explore lightweight parallelism, which allows the execution of simple routines in parallel. To support the development and execution of parallel applications, YALI is made up of three distinct components. The first is a pre-processor, that provides a simple user interface. The second is a library, that must be linked to the user programs since it's where YALI primitives are actuall y implemented. Finally, the third component is an utility that controls initialization and termination of parallel applications, which takes configuration parameters from the user to distribute processes over a newtork. In contrast with most Linda-based systems, YALI relies on a tuple space that is distributed among the processes in the same parallel application, so that intermediate tuple managers are not necessary To implement that, multiple threads are embedded in each user process, and tuples are spread over the processes in the basis of a hashing mechanism. YALI's implementation takes in account the inherent heterogeneity of network environments, allowing machines with different architectures and operating systems to be used in the execution of parallel programs. Finally, YALI is build on top of common features of Unix-like operating systems, in order to increase its efficiency and portability.

Made available in DSpace on 2016-04-29T14:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Everaldo Lopes Silva.pdf: 2560111 bytes, checksum: 80d8866035ff50f6bddd07b19b709209 (MD5) Previous issue date: 2012-05-16 / This dissertation has the objective of identifying the technical aspects that deal with the utilization of computer cluster, specially the platforms with Linux operational system. It will be presented some cluster models in Linux, recognizing its advantages and its disadvantages and finally indicating the chosen model with the due justification. As part of this work, we will propose a laboratory with a cluster of two equipments connected with two gigabit interfaces each one and one computer working stand-alone. It will run Artificial Intelligence and Digital Design programs in this cluster, comparing its performance with only one computer running the same programs. The measuring and analysis will indicate if the Linux cluster would be a feasible infrastructure in technical and financial terms for AI and Digital Design application. The research method will be naturally the experimental and the approach method will be inductive, for through the results of the experimentation and technical analysis, it will be able to apply the knowledge achieved in others similar environments. For putting the experimental activity in the correct context, it will be used the more significant and contemporary research theories to establish in a clear way the scientific approach that it will lead the whole work / Esta dissertação visa identificar os aspectos técnicos e teóricos que envolvem a utilização de cluster de computadores, tratando especialmente de plataformas com o sistema operacional Linux. Serão apresentados alguns modelos de cluster em Linux, reconhecendo suas vantagens e desvantagens e por fim indicando o modelo escolhido com a devida justificativa. Como parte do trabalho, proporemos um laboratório com um agrupamento de dois equipamentos conectados com duas interfaces de rede gigabit ethernet em cada um e um computador trabalhando isoladamente. Executaremos programas de Inteligência Artificial e Design Digital nesse cluster e compararemos o seu desempenho com apenas um computador executando esses mesmos programas. As medições e análise servirão como base para análise para a verificação se um cluster de Linux seria uma infraestrutura viável em termos técnicos e financeiros para aplicações de Inteligência Artificial e Design Digital. O método de pesquisa será naturalmente a pesquisa experimental e o método de abordagem será indutivo, pois através dos resultados da experimentação e da análise técnica se poderá aplicar o conhecimento obtido em situações semelhantes. Para contextualizar a atividade experimental abordaremos as teorias de pesquisa mais significativas e contemporâneas para que se estabeleça de maneira clara a abordagem científica que norteará o trabalho como um todo

[pt] Existe uma abordagem de projeto para aumentar a flexibilidade de sistemas operacionais, chamada sistema operacional extensível, que sustenta que sistemas operacionais devem permitir extensoes para poderem atender a novos requisitos. Existe também uma abordagem de projetos no desenvolvimento de aplicações que sustenta que sistemas complexos devem permitir que usuários escrevam scripts para que eles possam tomar as suas próprias decisões de configuração em tempo de execução. Seguindo estas duas abordagens de projeto, nos construímos uma infra-estrutura que possibilita que usuários carreguem e executem dinamicamente scripts Lua dentro de kernels de sistema operacional, aumentando a flexibilidade deles. Nesta dissertação, nos apresentamos Lunatik, a nossa infra-estrutura para scripting de kernel baseada em Lua, e mostramos um cenário de uso real no escalonamento dinâmico da frequência e voltagem de CPU. Lunatik está implementado atualmente tanto para NetBSD quanto para Linux. / [en] There is a design approach to improve operating system flexibility, called extensible operating system, that supports that operating systems must allow extensions in order to meet new requirements. There is also a design approach in application development that supports that complex systems should allow users to write scripts in order to let them make their own configuration decisions at run-time. Following these two design approaches, we have built an infrastructure that allows users to dynamically load and run Lua scripts into operating system kernels, improving their flexibility. In this thesis we present Lunatik, our scripting subsystem based on Lua, and show a real usage scenario in dynamically scaling CPU frequency and voltage. Lunatik is currently implemented both for NetBSD and Linux.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-18T01:57:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 185327.pdf: 705583 bytes, checksum: c3e2994e2d7e11a9cfdecf6b3de06b28 (MD5) / O objetivo principal deste trabalho é propor um mecanismo de comunicação entre processos baseado no modelo de comunicação em grupo para o ambiente paralelo/distribuído CRUX. Um programa paralelo/distribuído no ambiente CRUX é composto por vários processos que se comunicam através de mensagens (comunicação um-para-um). Os processos são criados dinamicamente, podendo ser mapeados em qualquer um dos componentes (nós) do ambiente paralelo/distribuído CRUX. A partir do mecanismo proposto será possível: a) comunicar (envio de mensagens) um processo com n outros processos pertencentes ao mesmo grupo (comunicação um-para-n); b) uma melhor estruturação das aplicações que têm comunicação em grupo como requisito e c) um melhor desempenho na comunicação entre os grupos de processos. O mecanismo proposto tem como metas principais: suportar o gerenciamento dos grupos e o envio/recepção de mensagens de/para os grupos. Para tanto, utiliza uma abordagem onde um servidor de grupos centralizado mantém uma tabela com informações sobre os grupos do sistema. As mensagens podem ser enviadas ponto-a-ponto para um membro de um grupo ou então difundidas para todos os membros do grupo. Em qualquer um dos casos a comunicação é síncrona.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-15T23:28:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-17T14:09:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T16:02:11Z : No. of bitstreams: 1 179262.pdf: 4682701 bytes, checksum: f66836e8915fc745892ae816a52503d2 (MD5) / Em sistemas de larga escala, como a Internet, pode-se através do middleware de comunicação CORBA melhorar os requisitos de reusabilidade, de portabilidade e de interoperabilidade característicos dos sistemas abertos e necessários, por exemplo, em ambientes de negócios. O serviço de segurança do padrão CORBA, o CORBAsec, por sua vez, acrescenta a estes sistemas funcionalidades visando garantir a autenticidade dos usuários, a confidencialidade e a integridade das informações compartilhadas, e o uso legítimo dos recursos e informações do sistema. Neste sentido, este trabalho visa apresentar e discutir o serviço de segurança do CORBA. Com base nos documentos da OMG tem-se neste trabalho, como objetivo, construir um protótipo no sentido de mostrar a aplicabilidade do modelo CORBA de segurança. Os resultados obtidos comprovam a potencialidade do CORBAsec em fornecer segurança às aplicações críticas comuns em ambientes distribuídos e heterogêneos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:59:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258001.pdf: 357562 bytes, checksum: ad8baaa7a1109b32e7faba42d9f07ba7 (MD5) / As técnicas de gerência de energia, como DVS e hibernação de recursos, são essenciais para a modelagem de sistemas embarcados capazes de gerenciar seus próprios consumos de energia; contudo, elas, freqüentemente, ocasionam sobrecusto e/ou latência. Esses fatores não podem ser ignorados em sistemas que buscam garantir métricas de tempo real e/ou de QoS. Contudo, frisamos que não é suficiente garantir as métricas de tempo real e/ou de qos se, fazendo isso, o sistema consome com o orçamento de energia disponível e não é capaz de completar suas tarefas críticas. Neste trabalho, utilizamos o tempo de duração da bateria esperado como um parâmetro de QoS -- QoS em termos de energia. O objetivo não é apenas economizar energia, mas aumentar a utilidade da aplicação, garantindo o tempo de duração da bateria desejado e, ainda, preservando os prazos das tarefas hard real-time. O controle dos níveis de qos foi inspirado na Computação Imprecisa que divide cada tarefa em parte obrigatória e em parte opcional. Dado um conjunto de tarefas e seus associados tempos de execução e consumos de energia, disponibilizamos equações para verificar a sua escalonabilidade em tempo de projeto. Em tempo de execução, um escalonador preemptivo para tarefas imprecisas descarta partes opcionais quando existe a possibilidade dos prazos e/ou do tempo de duração do sistema requerido serem perdidos. Nos períodos ociosos criados, o escalonador invoca um gerente de energia oportunista. Implementamos um protótipo usando o EPOS para fornecer suporte ao algoritmo de escalonamento com tarefas imprecisas e execuções condicionais aos parâmetros desejados. Com base em um estudo de caso, mostramos que esse mecanismo permite as aplicações alcançarem seus compromissos entre QoS e consumo de energia.

On décrit l'application de deux méthodes analytiques à un même problème avec l'utilisation simultanée de ressources, l'évaluation des performances des interconnexions de processeurs du type multistage. On applique d'abord la méthode traditionnelle utilisant les réseaux de files d'attente et les chaînes de Markov. Aprés, on utilise une méthode avec modélisation basée sur les réseaux de Petri et l'extraction à travers des pondérations des résultats déterministes. Les modèles développés par chacun des méthodes sont comparés selon trois aspects distincts: facilité de modélisation, vitesse d'évaluation et précision des résultats. La première méthode employée, la méthode analytique traditionnelle, utilise les réseaux de files d'attente (théorie des réseaux) pour faire la modélisation et l'algorithme de convolution (constante de normalisation) pour faire l'extraction des résultats. La resolution est faire à travers l'approche stochastique traditionnelle avec les formules derivées des chaînes de Markov. La méthode d'évaluation apliquée après est basée sur les dévelopment des modèles en réseaux des Petri temporisées. Cette méthode est composée de deux parties: l'application d'une méthode analytique pure (modéle Q) et l'application des méthode approximatives. Ces méthodes approximatives font la décomposition d'un problème avec comportement variable en plusiers problèmes avec comportement déterministes et probabilitées associées. Les modèles des interconnexions multistage ont été développées avec plusiers degrés de rafinement dans tout les deux méthodes dejà citées. Les modèles de base avec des imprecisions ont été rafinés jusqu'à avoir une description la plus proche possible de la realité (les interconnexions multistage). La comparaison de tout les modèles développés est faite en trois parties pour établir les modèles les plus adequés à l'évaluation des performances des interconnexions multistage. L'adequation doit envisager la facilité de dévelopement du modèle, la vitesse et la précision des résultats. Ces informations sont prises selon la taille du problème (dimension de l'interconnexion), l'enfoque de modélisation (les paramètres à considerer) et les objectify qualitatifs de l'evaluation (ce qu'on veux savoir). / Descreve-se a aplicação de dois métodos analíticos para um mesmo problema com alocação simultânea de recursos: a avaliação de desempenho de interconexões de processadores do tipo multi-estágios. Aplica-se o método analítico tradicional com redes de filas de espera e cadeias de Markov. utiliza - se apos um método com modelagem através de redes de Petri temporizadas e extração através de ponderação de resultados determinísticos. Os modelos desenvolvidos por cada um dos métodos são comparados segundo três diferentes aspectos: facilidade de modelagem, velocidade de extração e acuracidade de resultados. O primeiro método de avaliação empregado, método analítico tradicional, consiste no use de redes de filas de espera (teoria de filas) para a modelagem e do algoritmo de convolução (cálculo da constante de normalização) para a extração de resultados. A abordagem de resolução é clássica (abordagem estocástica) resultando nas formulas derivadas do modelo de cadeias de Markov. O método de avaliação aplicado em seguida esta baseado no desenvolvimento de modelos em redes de Petri temporizadas. Este método se divide na aplicação de um método analítico puro (modelo Q) e na aplicação de métodos aproximativos. Estes métodos aproximativos consistem na decomposição de um problema com comportamento variável em diversos problemas com comportamento determinístico e probabilidades associadas. Os modelos para as interconexões multi-estágios em ambos os métodos já citados são desenvolvidos com diferentes graus de refinamento. Modelos básicos com imprecisões de descrição são refinados ate ser estabelecido um modelo tão próximo quanto possível da realidade descrita (interconexão multiestágios). A comparação de todos os modelos desenvolvidos é feita em três etapas visando estabelecer quais modelos são adequados a avaliação de desempenho de interconexões multi-estágios. A adequação deve considerar aspectos como facilidade de desenvolvimento do modelo, rapidez e precisão na obtenção de resultados. Estas informações são consideradas segundo o tamanho do problema (dimensão da interconexão), o enfoque de modelagem (parâmetros relevantes) e os objetivos qualitativos da avaliacão (o que se pretende descobrir). / This work describes the application of two analytic models to the multistage processor interconnections, a simultaneous resource allocation problem. First, the traditional method based on queueing networks and Markov chains is applied. After, a Petri nets based method with deterministic weigthed results is used. The models developed in each method are compared in three levels: modeling facility, evaluation speed and precision. The first evaluation method used is based on the queueing network classic method (queueing theory) to model and the convolution algorithm (normalization constant calculus) to obtain results. The classic stochastic approach is used through formules derived from Markov chains. The second method used is based on temporised Petri nets models. This method has two parts: the application of a pure analitical method (model Q) and the application of approximatives methods. This approximatives methods decompose a problem with non-fixed behaviour in several weighted problems with deterministic behaviour. The multistage interconnections models are developped with different degrees of accuracy for both methods cited. Basic models without description precision are refined until as accurate as possible model is obtained for the choosen reality (multistage interconnections). The comparison of all developped models is made in three steps aiming the qualitative judgment of the models for multistages performance evaluation. This judgment should consider the dificulty to develop the model, the speed and the precision of the results. These informations are considered taking into account the the problem size (number of elements in the interconnection), the modelling approach (relevant parameters) and the the qualitative evaluation goals (the evaluation purpose).

O principal objetivo deste trabalho é apresentar um método e métricas para a avaliação do serviço Internet mais amplamente utilizado: a World Wide Web. As características básicas e funcionamento do serviço, bem como algumas ferramentas de avaliação de desempenho, serão descritas. Estes capítulos servirão de base para os demais, onde serão apresentados o método para avaliação do serviço web e métricas usadas para análise de desempenho, disponibilidade, confiabilidade, facilidades de administração e recursos. Por fim, o método e métricas serão aplicados na Procempa – Companhia de Processamento de Dados do Município de Porto Alegre, onde será possível verificá-los na prática. Além disto, dados importantes sobre a infra-estrutura web da Procempa serão fornecidos, os quais permitem uma análise do ambiente web atual e futuro da empresa.