Um estudo sobre o desenvolvimento de aplicações com criação dinâmica de processos em MPI

• Autor(a) principal: Lorenzon, Arthur Francisco
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/1566
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA; Computer science; Message-Passing Interface; Parallel programming; Ciência da computação; Programação paralela; Message-Passing Interface

O MPI é o padrão amplamente utilizado no desenvolvimento de programas paralelos para ambientes de memória distribuída. Ele é dividido em duas normas: MPI-1 e MPI-2. A primeira caracteriza-se por criar processos estaticamente, no início da execução da aplicação, enquanto que na segunda, a criação de processos ocorre de forma dinâmica, ou seja, em tempo de execução. Entretanto, criar processos dinamicamente gera um custo extra para a aplicação, quando comparado com a criação estática. Este trabalho realiza um estudo sobre o desenvolvimento de aplicações com criação dinâmica de processos, que objetiva investigar o impacto deste sobre-custo em aplicações MPI-2 e como ele pode ser contornado através do uso de técnicas de programação eficientes e características avançadas fornecidas pelo próprio MPI. Para isto, foram implementadas aplicações em MPI-1 e MPI-2, sob dois problemas (Jogo da Vida e Skyline Matrix Solver) da suíte Cowichan Problems. Nossa primeira análise, realizada sobre o Jogo da Vida, foi possível encontrar o custo extra da criação dinâmica de processos em aplicações com carga regular de trabalho e cujo tempo de computação é similar entre os processos. Já a segunda análise efetuada sobre o Skyline Matrix Solver possibilitou analisar o impacto da criação de processos em tempo de execução nas aplicações que possuem carga de trabalho irregular e tempo de computação diferente entre os processos. Nossos resultados mostram que para aplicações com carga de trabalho regular e com pouco tempo útil de computação (similares ao Jogo da Vida), no melhor dos casos, a inserção da criação dinâmica de processos impactou em apenas 0, 2% no tempo total da aplicação. Já para aplicações com carga de trabalho irregular e com tempo consideravelmente útil de computação (similares ao Skyline Matrix Solver), mostramos que é possível obter ganho com a criação dinâmica de processos, em que no melhor dos casos, a implementação com MPI-2 foi 6% mais eficiente que a implementação MPI-1.