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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2003.tde-26082003-113045
Documento
Autor
Nome completo
Hélio Marci de Oliveira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2003
Orientador
Banca examinadora
Midorikawa, Edson Toshimi (Presidente)
Gubitoso, Marco Dimas
Sato, Liria Matsumoto
Título em português
Modelagem e predição de desempenho de primitivas de comunicação MPI.
Palavras-chave em português
análise e predição de desempenho
MPI
programação paralela
Resumo em português
O desenvolvimento de programas paralelos e distribuídos encontra na programação baseada em passagem de mensagens uma abordagem eficaz para explorar adequadamente as características das máquinas de memória distribuída. Com o uso de clusters e de bibliotecas de suporte às trocas de mensagens, como o padrão MPI (Message Passing Interface), aplicações eficientes e economicamente viáveis podem ser construídas. Em tais sistemas, o tempo despendido nas comunicações constitui um importante fator de desempenho a ser considerado e requer a utilização de procedimentos e cuidados para a sua correta caracterização. Neste trabalho, modelos analíticos de primitivas de comunicação bloqueante MPI são desenvolvidos segundo uma metodologia de análise e predição apropriada. São tratadas algumas das principais operações ponto-a-ponto e coletivas e, utilizando técnicas de ajuste de curvas e tempos experimentais, o comportamento das primitivas de comunicação é representado em equações, possibilitando ainda a realização de análises e predições de desempenho em função do tamanho das mensagens e do número de processos envolvidos. Através de testes em um cluster de estações de trabalho, a precisão dos modelos elaborados é comprovada. Sendo a maioria dos erros percentuais inferiores a 8%, os resultados obtidos confirmam a validade do processo de modelagem. Além disso, o trabalho apresenta um conjunto de funções construídas com o objetivo de oferecer suporte a atividades de análise e predição, procurando facilitar e automatizar sua execução.
Título em inglês
Performance modeling and prediction of MPI communication primitives.
Palavras-chave em inglês
MPI
parallel programming
performance analysis and prediction
Resumo em inglês
The development of parallel and distributed programs finds at message-passing programming a powerful approach to explore properly the distributed memory machines issues. Using clusters and message-passing libraries, as MPI standard (Message Passing Interface), efficient and cost effective applications can be constructed. In these systems, the time spent with communications means a important performance factor to be considered and its correct characterization requires procedures and cautions. In this work, analytic models for MPI blocking communication primitives are developed according one appropriate methodology for analysis and prediction. Some of the main peer-to-peer and collective operations are treated, and through curve fitting techniques and experimental times the behavior of the communication primitives is represented in equations, allowing also the accomplishment of performance analysis and prediction in function of the message length and the number of processes. Tests realized in a cluster of workstations prove the accuracy of the elaborated models. With most of errors within 8%, the obtained results show the validity of the modeling process. Also, the work presents a set of functions constructed with the purpose of support analysis and prediction activities, in order to facilitate and automate them.
 
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DissertaHeRevisadaV2.pdf (456.18 Kbytes)
Data de Publicação
2003-08-28
 
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