Tecnologia NOPL Erlang-Elixir: paradigma orientado a notificações via uma abordagem orientada a microatores assíncronos
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4743 |
Resumo: | A arquitetura multicore consiste na implementação de múltiplos núcleos em uma mesma pastilha, sendo uma alternativa à estagnação das taxas de velocidade dos microprocessadores. Em tese, com o aumento do número de unidades de processamento paralelas, permite-se melhorar o desempenho de execução. Entretanto, na prática, isto depende de softwares desenvolvidos especificamente para explorarem esta característica. Este tipo de desenvolvimento de software traz maior dificuldade em relação à usual programação sequencial. Neste contexto, apresentase uma técnica alternativa de desenvolvimento de software chamada de Paradigma Orientado a Notificações (PON), a qual consiste em entidades notificantes sucintas e colaborativas. O PON proporciona desacoplamento natural entre suas entidades, o que beneficia o uso de paralelismo/distribuição. Neste ambiente foi previamente proposta a NOPL, uma linguagem de programação de alto nível para o PON e uma respectiva tecnologia de compilação que auxilia a composição de compiladores. Esta tecnologia NOPL, entretanto, não é específica para uma plataforma e precisa ser devidamente aplicada em cada plataforma alvo. Isto posto, esta dissertação tem por objetivo apresentar uma solução PON baseada na tecnologia NOPL para ambiente multicore. Para isto, é proposto primeiramente um framework na linguagem Elixir, que reproduz cada elemento do paradigma PON em microatores no ambiente Erlang. Subsequentemente, há o desenvolvimento integrativo no tocante à tecnologia NOPL. Com esta sinergia de tecnologias, é almejado o aproveitamento da concorrência e balanceamento da arquitetura Erlang aliado ao desacoplamento implícito das entidades PON e à programação de alto nível disponibilizada pela NOPL. Efetivamente, experimentos realizados nesta tecnologia proposta apresentam considerável melhoria de desempenho à medida que se aumenta o número de núcleos, os quais se mantêm com taxas de ocupação apropriadas e balanceadas. Como resultado, tem-se uma programação multicore em alto nível que aproveita o paralelismo de núcleos de processamento de maneira transparente para o desenvolvedor. |
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2020-03-03T16:28:20Z2020-03-03T16:28:20Z2019-10-25NEGRINI, Fabio. Tecnologia NOPL Erlang-Elixir: paradigma orientado a notificações via uma abordagem orientada a microatores assíncronos. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4743A arquitetura multicore consiste na implementação de múltiplos núcleos em uma mesma pastilha, sendo uma alternativa à estagnação das taxas de velocidade dos microprocessadores. Em tese, com o aumento do número de unidades de processamento paralelas, permite-se melhorar o desempenho de execução. Entretanto, na prática, isto depende de softwares desenvolvidos especificamente para explorarem esta característica. Este tipo de desenvolvimento de software traz maior dificuldade em relação à usual programação sequencial. Neste contexto, apresentase uma técnica alternativa de desenvolvimento de software chamada de Paradigma Orientado a Notificações (PON), a qual consiste em entidades notificantes sucintas e colaborativas. O PON proporciona desacoplamento natural entre suas entidades, o que beneficia o uso de paralelismo/distribuição. Neste ambiente foi previamente proposta a NOPL, uma linguagem de programação de alto nível para o PON e uma respectiva tecnologia de compilação que auxilia a composição de compiladores. Esta tecnologia NOPL, entretanto, não é específica para uma plataforma e precisa ser devidamente aplicada em cada plataforma alvo. Isto posto, esta dissertação tem por objetivo apresentar uma solução PON baseada na tecnologia NOPL para ambiente multicore. Para isto, é proposto primeiramente um framework na linguagem Elixir, que reproduz cada elemento do paradigma PON em microatores no ambiente Erlang. Subsequentemente, há o desenvolvimento integrativo no tocante à tecnologia NOPL. Com esta sinergia de tecnologias, é almejado o aproveitamento da concorrência e balanceamento da arquitetura Erlang aliado ao desacoplamento implícito das entidades PON e à programação de alto nível disponibilizada pela NOPL. Efetivamente, experimentos realizados nesta tecnologia proposta apresentam considerável melhoria de desempenho à medida que se aumenta o número de núcleos, os quais se mantêm com taxas de ocupação apropriadas e balanceadas. Como resultado, tem-se uma programação multicore em alto nível que aproveita o paralelismo de núcleos de processamento de maneira transparente para o desenvolvedor.The multicore architecture consists of the implementation of multiple cores in the same chip, which is becoming an alternative to the stagnation of microprocessor speed rates. In theory, by increasing the number of parallel processing units, it is possible to improve execution performance. However, in practice, this depends on software designed specifically to explore such feature. This type of software development brings more difficulty when compared to the usual sequential programming. In this context, an alternative software development technique called Notification Oriented Paradigm (NOP) was proposed, which is based on minimal and collaborative notifying entities. NOP provides natural decoupling among its entities, which benefits the use of parallelism and distribution. In this environment, the NOPL was previously proposed, which is a high-level programming language for NOP and a corresponding compilation technology that assists compiler composition. This NOPL technology, however, is not platform-specific and needs to be properly applied to each target platform. That said, this M.Sc. Dissertation aims to present a NOP solution based on NOPL technology for multicore environments. In order to achieve this objective, an Elixir framework is first proposed, which reproduces each element of the NOP as an Erlang micro-actor. Subsequently, this framework is integrated to the NOPL technology. With this synergy of technologies, it is aimed to join the concurrency and balance of Erlang architecture with the implicit decoupling of NOP entities and the high-level programming provided by NOPL. Indeed, experiments performed on this proposed technology show considerable performance improvement as the number of cores increases, by keeping appropriate and balanced load percentages. As a result, the object of this research presents itself as a high-level multicore development platform that takes advantage of parallel processing cores in a transparent way for the developer.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRBrasilCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAOEngenharia ElétricaMicroprocessadoresLinguagem de programação (Computadores)Teoria das filasProcessamento paralelo (Computadores)Programação paralela (Computação)MicroprocessorsProgramming languages (Electronic computers)Queuing TheoryParallel processing (Electronic computer)Parallel programming (Computer science)Tecnologia NOPL Erlang-Elixir: paradigma orientado a notificações via uma abordagem orientada a microatores assíncronosNOPL Erlang-Elixir technology: notification-oriented paradigm via an asynchronous micro-actor-oriented approachinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaSimao, Jean Marcelohttp://lattes.cnpq.br/3593420323268103Linhares, Robson Ribeirohttp://lattes.cnpq.br/0625140430173288Oliveira, Andre Schneider dehttps://orcid.org/0000-0002-8295-366Xhttp://lattes.cnpq.br/4006878042502781Maziero, Carlos Albertohttp://lattes.cnpq.br/5659788852261811Stadzisz, Paulo Cezarhttp://lattes.cnpq.br/5203792575176289Seca Neto, Adolfo Gustavo Serrahttps://orcid.org/0000-0002-0260-5922http://lattes.cnpq.br/0071119715272492http://lattes.cnpq.br/5941861791789757Negrini, Fabioinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4743/3/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD53ORIGINALCT_CPGEI_M_Negrini, Fabio_2019.pdfCT_CPGEI_M_Negrini, Fabio_2019.pdfapplication/pdf13568439http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4743/2/CT_CPGEI_M_Negrini%2c%20Fabio_2019.pdfe57889115fd710d6ee7cd1abe388e9efMD52TEXTCT_CPGEI_M_Negrini, Fabio_2019.pdf.txtCT_CPGEI_M_Negrini, Fabio_2019.pdf.txtExtracted texttext/plain427719http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4743/4/CT_CPGEI_M_Negrini%2c%20Fabio_2019.pdf.txt5707d9de1ab336f8bf98f30c1e47b46fMD54THUMBNAILCT_CPGEI_M_Negrini, Fabio_2019.pdf.jpgCT_CPGEI_M_Negrini, Fabio_2019.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1349http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4743/5/CT_CPGEI_M_Negrini%2c%20Fabio_2019.pdf.jpg67ecb169b5bb2e387ad68c473a5e2d3eMD551/47432020-03-04 03:01:06.28oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-03-04T06:01:06Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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