Escalonamento on-line eficiente de programas fork-join recursivos do tipo divisão e conquista em MPI

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Mor, Stefano Drimon Kurz
• Orientador(a): Maillard, Nicolas Bruno
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Processamento paralelo; Processamento : Alto desempenho; Mpi; Programação paralela; Balanceamento : Carga
• Palavras-chave em Inglês: MPI; Scheduling; Dynamic; Fork-join; Recursive
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/23235

Esta Dissertação de Mestrado propõe dois novos algoritmos para tornar mais eficiente o escalonamento on-line de tarefas com dependências estritas em agregados de computadores que usam como middleware para troca de mensagens alguma implementação da MPI (até a versão 2.1). Esses algoritmos foram projetados tendo-se em vista programas construídos no modelo de programação fork/join, onde a operação de fork é usada sobre uma chamada recursiva da função. São eles: 1. O algoritmo RatMD, implementado através de uma biblioteca de primitivas do tipo map-reduce, que funciona para qualquer implementação MPI, com qualquer versão da norma. Utilizado para minimizar o tempo de execução de uma computação paralela; e 2. O algoritmo RtMPD, implementado através de um sistema distribuído sobre daemons gerenciadores de processos criados dinamicamente com a implementação MPICH2 (que implementa a MPI-2). Utilizado para permitir execuções de instâncias maiores de programas paralelos dinâmicos. Ambos se baseiam em roubo de tarefas, que é a estratégia de balanceamento de carga mais difundida na literatura. Para ambos os algoritmos apresenta-se modelagem téorica de custos. Resultados experimentais obtidos ficam dentro dos limites teóricos calculados. RatMD provê uma redução no tempo de execução de até 80% em relação ao algoritmo usual (baseado em round-robin), com manutenção do speedup próximo ao linear e complexidade espacial idêntica à popular implementação com round-robin. RtMPD mantém, no mínimo, o mesmo desempenho que a implementação canônica do escalonamento em MPICH2, dobrando-se o limite físico de processos executados simultaneamente por cada nó.