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5° Workshop· em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho
Foz do Iguaçu, PR, Brasil
Promoção
Sociedade Brasileira de Computação
Organização
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
27 a 29 de Outubro
WSCAD
2004
Universidade Estadual de Maringá
52 WORKSHOP EM SISTEMAS COMPUTACIONAIS
DE ALTO DESEMPENHO
27 a 29 de Outubro de 2004 Foz do Iguaçu - Paraná - Brasil
ANAIS
P~omoção
SBC - Sociedade Brasileira de Computação Comissão Especial de
Arquitetura de Computadores e Processamento de Alto Desempenho
Edição
Marcelo Pasin (UFSM) Ronaldo A. L. Gonçalves (UEM)
Organização
Universidade Federal do Rio Grande do Sul Universidade Federal de Santa Maria
Universidade Estadual de Maringá
Soclodado Brasllolra do Computação
CIP- CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO
Workshop em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (5: 2004: Foz do Iguaçu)
Anais WSCAD 2004 f 512 Workshop em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho; ed. por M. Pasin e R. A. L. Gonçalves- Foz do Iguaçu, 2004.
ix, 255 p.
ISBN 85-88442-97-3
!.Arquitetura de Computadores 2.Processamento de alto desempenho I.Pasin, Marcelo II.Gonçalves, Ronaldo A.L.
CDD 004.22 004.3585
Esta obra foi impressa a partir de originais compostos pelos próprios autores e editores.
APRESENTAÇÃO
A ciência da computação tem se desenvolvido em ritmo acelerado nos últimos anos. Problemas que antes eram extremamente complexos são atualmente resolvidos em exercícios de aulas práticas. Com o avanço tecnológico dos equipamentos e dos meios digitais de comunicação, a criação e o fortalecimento dos diferentes grupos de pesquisa têm sido um fato r imprescindível nesse processo evolutivo. Entretanto, a natureza crítica e investigativa do ser humano coloca-o sempre em confronto com novos desafios, cada dia mais complexos. Assim, o desenvolvimento de tecnologia cada vez mais eficiente tem sido, e sempre será, alvo de incansável pesquisa em todas as épocas da humanidade.
A computação de alto desempenho surgiu com o propósito de melhor aproveitar os recursos de hardware e software, proporcionando maior eficiência na solução de problemas, por meio da otimização, da reorganização ou da paralelização dos sistemas computacionais. Neste contexto, diferentes frentes de investigação tentam propor novas facilidades, técnicas ou modelos relacionados a temas tais como algoritmos, aplicações e arquiteturas paralelas; hierarquia, organização e gerenciamento de memória; linguagens, compiladores e ferramentas de programação; modelos e técnicas de execução paralela; balanceamento, comunicação e escalonamento de tarefas, e experimentação, simulação e avaliação de desempenho, entre outros.
No Brasil, com a internacional ização do SBAC-PAD (Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing), surge no ano 2000 o WSCAD (Workshop em Sistemas Computacionais · de Alto Desempenho) com o propósito de propiciar um fórum em língua portuguesa para a apresentação de artigos e mini-cursos na área do evento, permitindo uma maior integração entre os grupos de pesquisa e corroborando com o aprofundamento do conhecimento científico e tecnológico em computação de alto desempenho. Com o apoio de universidades, centros de desenvolvimento e de tecnologia, empresas e entidades de fomento a pesquisa, o WSCAD tem se tornado o maior evento nacional da área, reunindo profissionais, pesquisadores e estudantes de todos os cantos do Brasil. A cada ano aumenta o número de participações.
Na edição deste ano, o 5° WSCAD contou com a submissão de 72 artigos completos, 16 resumos de iniciação científica, 4 resumos de ferramentas e 4 propostas de mini-cursos, dos quais foram selecionados 24 artigos completos, 5 resumos de iniciação científica, 2 resumos de ferramentas e 2 mini-cursos. Todos os trabalhos foram julgados por pelo menos 3 avaliadores doutores, garantindo alta qualidade aos trabalhos selecionados. Assim como nas edições anteriores, o WSCAD está sendo realizado em conjunto com o SBAC-PAD.
A Comissão Organizadora do WSCAD 2004 espera que todos os participantes possam tirar proveito das apresentações e mini-cursos, conhecer novas idéias, trocar informações, estabelecer novos contatos e parcerias, bem como aproveitar a estadia nesta cidade maravilhosa de Foz do Iguaçu, a qual encanta a todos com suas espetaculares cataratas e natureza exuberante.
Foz do Iguaçu, Paraná, Outubro de 2004.
Marcelo Pasin Ronaldo A. L. Gonçalves Coordenadores do Comitê de Programa
SUMÁRIO
Sessão 1 - Avaliação e Medição de Desempenho
Ferramentas de Modelagem para a Predição de Performance Analítica em uma Plataforma de Processamento Paralelo .... .................. .................. ...... ...................................................................... 3 Roberto Herai, Marco Aurelio Amaral Henriques
Modelo para a Exploração Eficiente de Paralelismo em Aplicações Grão Fino .............. ... .. ..................... 11 Epifania Dinis Benitez, Eduardo Moschetta, Otávio Corrêa Cordeiro, Gerson Cavalheiro
Um Ambiente para o Desenvolvimento e Avaliação de Algoritmos de Escalonamento para Grades. Computacionais ... ....... ..... ................................................................................................................ 19 Ariel Fonseca, Bruno Vianna, Nilmax Moura, Luiz Menezes, Helder Mendes, Cristina Boeres, Vinod Rebello
Sessão 2 - Software Básico
Escalonamento Adaptativo ao Uso da Hierarquia de Memória para Máquinas Multiprocessadas ........... 27 Maurício Pillon, 0/ivier Richard
Integração de Ganglia, libRastro e Pajé para o Monitoramento de Aplicações Paralelas ................. ........ 35 Marcelo Veiga Neves, Tiago Scheid, Lucas Mello Schnorr, Andrea Charão
Uma Ferramenta Orientada a Objetos para Monitoramento de Cargas em Sistemas Distribuídos .......... 42 Paulino Vil/as Boas, Gonzalo Travieso
Sessão 3 - Processadores e Hierarquia de Memória
Arquitetura de Cache com Associatividade Reconfigurável ............................. ........................ .. ............... 50 Mi/ene Carvalho, Carlos Augusto Martins
Modelo de Memória Reconfigurável para Sistemas Paralelos ......................................................... ....... .. 58 Dulcinéia Penha, Henrique Freitas, Carlos Augusto Martins
Uma Arquitetura DTSVLIW com Múltiplos Contextos de Execução ................... ....................................... 66 Fernando Líbio Almeida, Alberto De Souza
Sessão 4 - Processadores e Redes Reconfiguráveis
Chave Crossbar Reconfigurável para Implementação Dinâmica de Topologias em Redes de Interconexão de Dados ........................................................................... .................... ......................................... . 74 Henrique Freitas, Carlos Augusto Martins
O Consumo de Energia da Arquitetura DTSVLIW ................................................. ... ................................. 82 Felipe Pedroni, Fernando Líbio Almeida, Alberto De Souza
Previsão de Desvios Baseada nos Tipos de Desvios e nas Probabilidades de Transição de Históricos .... 90 Zenaide Carvalho, Marcos Cavenaghi, João A. Martini, Ronaldo Goncalves
Sessão 5 - Algoritmos e Aplicações
Comparação entre Métodos de Decomposição de Domínios e Decomposição de Dados na Solução de Sistemas de Equações ......................... ............................ ...... ...... .... .............. ....... ..... ..................... 98 Guilherme Galante, Tiarajú Diverio, Andre Martinotto, Delcino Picinin, Ricardo Dorneles, Rogério Rizzi
Desenvolvimento de Aplicações Distribuídas Utilizando DPC++ ............ .... ............................................. 105 Eduardo Moschetta, Gerson Cavalheiro
Estratégias de Armazenamento para Implementações Paralelas do Método dos Elementos Finitos ..... 113 Leonardo Lima, Bruno Melotti, Lucia Catabriga, Andrea Vai/i
Framework para Alinhamento de Seqüências Biológicas com o Auxílio de Programação Concorrente .... 121 Gustavo Lermen, Daniela Sacco/ Peranconi, Gerson Cavalheiro
Sessão 6 - Balanceamento de Carga
Balanceamento de Carga nas Redes Inteligentes Distribuídas ...... ......................................................... 129 Norminda Bodart, Elisama Durães, Rosane Soares, Am1ton Salles Garcia
Comportamento de Aplicações Paralelas em Aglomerados de Computadores Heterogêneos ...... ...... .. 137 Diego Kreutz, Lucas Mello Schnorr, Marlon Possani, Benhur Stein
Uma Abordagem de Balanceamento de Carga Baseada em Algoritmo de Aprendizado de Máquina Genético ............ ..................................................................... ............ .................... ............ ........... 145 A/ex Pinto, Mario Dantas
Uma Arquitetura XML para Computação Colaborativa P2P .. ........................ ........................................ .. 153 Felipe Pereira, Fábio Lourenço, Eber Schmitz, Felipe França
Sessão 7- Comunicação
Checkpointing Quase-Síncrono no LAM/MPI ................. ..... ..... ............ ................. .................................. 161 Ulisses Silva, /slene Garcia
Construção de um Mecanismo de Comunicação para Ambientes de Processamento de Alto Desempenho .............................................. ................................................................................... 169 Evandro Daii'Agno/, Lucas Vil/a Real, Daniela Saccol Peranconi, Marcelo Augusto Cardozo Junior, Gerson Cavalheiro
Funções MPI de Comunicação Coletiva Reconfiguráveis ...... ................ ............ .................... .............. ... 176 Luiz Ramos, Carlos Augusto Martins ·
Sistema Aldeia: Invocação Remota e Assíncrona de Métodos sobre lnfiniband e DECK .................... ... 184 Rodrigo Righi, Philippe Navaux, Marcelo Pasin
Artigos de Apresentação de Ferramentas
ISP2 - Uma Interface Serial para Projetar Processadores Didáticos em FPGAs .................................. .. 194 Fabio Pereira, Cesar Giacomini Penteado, Edward Moreno
Compadi Access: uma Ferramenta para Acesso a Clusters Através da Web ........................................ 196 Luiz Biazus, Marcos José Brusso, Marcelo Trindade Rebonatto
Resumos Estendidos de Iniciação Científica
Avaliação de Desempenho dos Componentes de Políticas de Escalonamento de Processos em Ambientes Distribuídos .................................................................................................... .............. 200 Paulo Vital, Ricardo Santos
Uma Avaliação do Uso de ProActive para Processamento de Alto Desempenho ............ ...................... 204 Elton Mathias, )u/iano Reckziegel, Guilherme Koslovski, Marcelo Pasin
Comparação entre Java e C++ na Computação Numérica ......................... ................ ................ ...... ...... 208 Claudio Schepke, Andrea Charão
Adaptação da Ferramenta de Visualização Pajé para Visualização em Linha ........... ............................. 212 Edmar Araujo, Benhur Stein
Desenvolvimento de um Simulador para Avaliação de Desempenho de Redes de Computadores .. ..... 216 Samir Souza, Henrique Freitas
Minicursos
Curso de Programação Paralela e Distribuída com MPI em Clusters Windows ....... ............................... 222 Francisco Massetto
Escalonamento Paralelo de Tarefas : Conceitos, Simulação e Análise de Desempenho ........................ 234 Luís Fabrício Góes, Carlos Augusto Martins
Índice de Autores ...... ....................................... ................. ............ ..................... ....................................... 255
5º WORKSHOP EM SISTEMAS COMPUTACIONAIS
DE ALTO DESEMPENHO
Coordenadores do Comitê de Programa
Marcelo Pasin (UFSM) Ronaldo A. L. Gonçalves (UEM)
Coordenação Geral
Philippe O.A. Navaux (UFRGS)
Membros do Comitê de Programa
Augusto de Sousa - FEUP Alba Melo - UNB
Alberto de Souza- UFES Alfredo Goldman- USP Andrea Charão - UFSM
Antônio Augusto Frohlich - UFSC Avelino Zorzo - PUCRS Benhur Stein - UFSM
Carlos Augusto Martins - PUC-MG Cesar De Rose - PUCRS
Cristina Murta - UFPR Edson Midorikawa - USP
Eduardo Bergamini - INPE Edward Moreno - FES Felipe França- UFRJ
Fernando Dotti - PUCRS Gerson Cavalheiro - Unisinos
Gonzalo Travieso- USP Hélio Guardia- UFSCar
Ivan Saraiva Silva - UFRN
João A. Martini- UEM Jorge Barbosa - Unisinos
José Cunha- UNL José Saito - UFSCar Luís Lopes - FCUP
Luis Carlos Trevelin- UFSCar Marcelo Pasin ~ UFSM
Marcos Cavenaghi- UNESP Marinho Barcellos - Unisinos
Mario Dantas- UFSC Nicolas Maillard- UFRGS Paulo Fernandes - PUCRS Paulo S. L. Souza- UEPG Rafael dos Santos- UNISC
Ricardo Dorneles- UCS Ronaldo Goncalves- UEM Tiarajú Diverio - UFRGS
Wagner Meira, Jr. - UFMG Walfredo Cirne- UFCG
Membros do Comitê de Organização
Lourdes Tassinari (UFRGS) Rafael Ávila (UFRGS) Lucas Schnorr (UFRGS) Rafael dos Santos (UFRGS) Marcelo Pasin (UFSM) Tatiana Santos (UFRGS) Maurício Pilla (UFRGS) Tiaraju Diverio (UFRGS)
Avaliadores Externos
Ademir Constantino Alex Camargo André Detsch
Andre Aita Antonio Candia
Antonio Silva Filho Cristiane Woszezenki
Cristiano Both Cristiano Costa
Cristina D. A. Ciferri Daniel de Angelis Cordeiro
Diego Carvalho Diego Kreutz Elisa Huzita Erico Mattos Fabio Pereira
Flavio Regis Arruda ltana Maria de Souza Gimenes
João Baptista Martins
José Carlos Alves José Magalhães Cruz Lucas Mello Schnorr
Luis Maltar Castello Branco Marcelo Vinagreira
Marcia Pasin Mario Marino
Marlon Possani Mauricio Pilla Márcia Cera
Priscila M V Lima Raul Ceretta Nunes
Ricardo Ciferri Rodrigo Barbosa
Rodrigo Righi Rogério Guaraci dos Santos
Rolf Molz Tatiana dos Santos
Tiago Ferreto
SBC- SOCIEDADE BRASILEIRA DE COMPUTAÇÃO
Diretoria
Presidente: Cláudia Maria Bauzer Medeiros (UNICAMP) Vice-Presidente: José Carlos Maldonado(ICMC - USP)
Administrativa e Finanças: Carla Maria Dal Sasso Freitas (UFRGS) Eventos e Comissões Especiais: Karin Breitmann (PUC-Rio)
Educação: Marcos José Santana (USP - São Carlos) Publicações: Ana Carolina Salgado (UFPE)
Planejamento e Programas Especiais: Robert Carlisle Burnett (PUC-PR) Secretarias Regionais: Edson Norberto Cáceres (UFMS)
Divulgação e Marketing: Sérgio Cavalcante (UFPE) Regulamentação da Profissão: Roberto da Silva Bigonha (UFMG)
Eventos Especiais: Ricardo de Oliveira Anido (UNICAMP)
Conselho
Mandato 2001-2005
Paulo Cesar Masiero (USP/São Carlos) Rosa Maria Vicari (UFRGS)
Sergio de Mello Schneider (UFU) Tomasz Kowaltowski (UNICAMP)
Ricardo Augusto da Luz Reis(UFRGS)
Mandato 2003-2007
Flávio Rech Wagner (UFRGS) Luiz Fernando Gomes Soares (PUC-Rio)
Siang Wun Song (USP) Ariadne Carvalho (UNICAMP) Taisy Silva Weber (UFRGS)
Membros Suplentes - Mandato 2003-2005
Daniel Schwabe (PUC-Rio) Marcelo Walter (UNISINOS)
André Carvalho (ICMC- USP) Raul Sidnei Wazlawicki (UFSC)
Coordenação da Comissão Especial de Arquitetura de Computadores e Processamento de Alto Desempenho
Liria Matsumoto Sato (USP)
ÍNDICE DE AUTORES
Almeida, Fernando Líbio: 66, 82 Araujo, Edmar: 212 Benitez, Epifania Dinis: 11 Biazus, Luiz: 196 Boas, Paulino Villas: 42 Bodart, Norminda: 129 Boeres, Cristina: 19 Brusso, Marcos José: 196 Cardozo Junior, Marcelo Augusto: 169 Carvalho, Milene: 50 Carvalho, Zenaide: 90 Catabriga, Lucia: 113 Cavalheiro, Gerson: 11, 105, 121, 169 Cavenaghi, Marcos: 90 Charão, Andrea: 35, 208 Cordeiro, Otávio Corrêa: 11 Daii'Agnol, Evandro: 169 Dantas, Mario: 145 Diverio, Tiarajú: 98 Dorneles, Ricardo: 98 Durães, Elisama: 129 Fonseca, Ariel: 19 França, Felipe: 153 Freitas, Henrique: 58, 74, 216 Galante, Guilherme: 98 Garcia, Annton Salles: 129 Garcia, lslene: 161 Goncalves, Ronaldo: 90 Góes, Luís Fabrício: 234 Henriques, Marco Aurelio Amaral: 3 Herai, Roberto: 3 Koslovski, Guilherme: 204 Kreutz, Diego: 137 Lermen, Gustavo: 121 Lima, Leonardo: 113 Lourenço, Fábio: 153 Martini, João A.: 90 Martinono, André: 98 Martins, Carlos Augusto: 50, 58, 74, 176, 234 Masseno, Francisco: 222 Mathias, Elton: 204
255
Meloni, Bruno: 113 Mendes, Helder: 19 Menezes, Luiz: 19 Moreno, Edward: 194 Moschena, Eduardo: 11, 105 Moura, Nilmax: 19 Navaux, Philippe: 184 Neves, Marcelo Veiga: 35 Pasin, Marcelo: 184, 204 Pedroni, Felipe: 82 Penha, Dulcinéia: 58 Penteado, Cesar Giacomini : 194 Peranconi, Daniela Saccol : 121, 169 Pereira, Fabio: 194 Pereira, Felipe: 153 Picinin, Delcino: 98 Pillon, Maurício: 27 Pinto, Alex: 145 Possani, Marlon: 137 Ramos, Luiz: 176 Real, Lucas Villa: 169 Rebello, Vinod: 19 Rebonano, Marcelo Trindade: 196 Reckziegel, Juliano: 204 Richard, Olivier: 27 Righi, Rodrigo: 184 Rizzi, Rogério: 98 Santos, Ricardo: 200 Scheid, Tiago: 35 Schepke, Claudio: 208 Schmitz, Eber: 153 Schnorr, Lucas Mello: 35, 137 Silva, Ulisses: 161 Soares, Rosane: 129 Souza, Alberto de: 66, 82 Souza, Samir: 216 Stein, Benhur: 137, 212 Travieso, Gonzalo: 42 Valli, Andrea: 113 Vianna, Bruno: 19 Vital, Paulo: 200