Support to run-time adaptation by a publish-subscribe based middleware for MPSOC architectures

• Autor(a) principal: Hamerski, Jean Carlo
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
• Texto Completo: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/8802
• topic: MPSoC; M?ltiplos N?cleos; Modelo de Programa??o; Modelo de Comunica??o; Sistemas Auto-Adaptativos; Gerenciamento de Recursos; Publish-Subscribe; Middleware; Many-Core Systems; Programming Model; Communication Model; Self-adaptive Systems; Resource Management; CIENCIA DA COMPUTACAO::TEORIA DA COMPUTACAO

As aplica??es embarcadas t?m migrado de sistemas baseados em um ?nico processador para uma comunica??o de dados intensiva que exige sistemas multiprocessados. O desempenho exigido por estas aplica??es motivam o uso de arquiteturas multiprocessadas em um ?nico chip (MPSoCs). Mudan?as em tempo de execu??o na qualidade do servi?o prestada pela plataforma MPSoC para as aplica??es motivam a implementa??o de plataformas MPSoCs auto-adaptativas. As plataformas MPSoCs auto-adaptativas empregam sistemas compostos por arquiteturas ricas em sensores-atuadores que observam as mudan?as no ambiente de execu??o e adaptam o sistema balanceando dinamicamente m?ltiplos objetivos em v?rios n?veis de arquitetura. Esses sistemas auto-adaptativos requerem modelos de comunica??o/programa??o bem adaptados ? caracter?stica distribu?da do ambiente para coordenar a comunica??o entre os elementos que o comp?em. Esta Tese investiga os atuais modelos de programa??o/comunica??o em MPSoC e outros dom?nios correlatos com rela??o ao acoplamento entre os elementos comunicantes e a infraestrutura de hardware e software adjacente. A hip?tese levantada ? que ? necess?rio usar um modelo que, al?m de abstrair a complexidade da comunica??o, tamb?m forne?a um acoplamento mais flex?vel entre os elementos comunicantes do sistema auto-adaptativo. Adicionalmente, n?s argumentamos que as abordagens atualmente utilizadas para incorporar sistemas auto-adaptativos em plataformas MPSoCs seguem uma metodologia de desenvolvimento n?o sistematizada, o que impacta na qualidade de software relacionada ao reuso de c?digo e manutenabilidade. Sendo assim, esta Tese prop?e aplicar o modelo publish-subscribe em uma abordagem de desenvolvimento baseada em middleware visando melhorar a qualidade do software de sistemas auto-adaptativos enquanto minimiza impactos indesejados da abordagem proposta sobre o sistema. A Tese ? suportada atrav?s de um estudo de caso em que implementamos um sistema auto-adaptativo utilizando a abordagem proposta e comparamos os resultados com um sistema auto-adaptativo base, de acordo com m?tricas de desempenho, energia e qualidade do software. Os resultados mostram que o modelo empregado em uma abordagem de desenvolvimento baseada em middleware melhorou a qualidade do software do sistema autoadaptativo de 33% at? 47.8%, dependendo da m?trica avaliada, com um reduzido overhead em rela??o ? m?tricas de desempenho (4.5%) e energia (5.9%). Mostramos tamb?m que os requisitos para o middleware s?o adequados para plataformas MPSoCs caracterizadas por restri??es de uso de mem?ria.