Investigación en sistemas paralelos

El objetivo de esta línea es investigar en Sistemas Paralelos, esto es, la combinación de problemas de software asociados con la utilización de arquitecturas de procesamiento paralelo, especialmente sistemas multiprocesador distribuidos (como clusters y multiclusters). Los temas fundamentales abarcan la especificación, transformación, optimización y verificación de algoritmos ejecutables en sistemas paralelos/distribuidos, la optimización de clases de soluciones en función de modelos de arquitectura multiprocesador, las métricas de complejidad y eficiencia relacionadas con el procesamiento paralelo, la influencia del balance de carga y la asignación de tareas a procesadores, la escalabilidad de los sistemas paralelos, los modelos de predicción de performance en sistemas paralelos, así como aspectos de simulación y diseño de arquitecturas VLSI orientadas a multiprocesamiento. Interesa la aplicación de las investigaciones en áreas con procesamiento masivo de datos tales como cómputo científico, procesamiento de imágenes digitales, bases de datos distribuidas, reconocimiento de patrones en secuencias y algoritmos no numéricos complejos. Para esto, se trabaja experimentalmente con distintos modelos de arquitectura disponibles o accesibles desde el III-LIDI y arquitecturas disponibles en distintas Universidades del país y el exterior con las cuales se tienen convenios de cooperación. El proyecto está financiado por la Universidad Nacional de La Plata, la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires y la Agencia Nacional de Promoción Científica y Técnica.Eje: OtrosRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Investigación en sistemas paralelos

El objetivo de esta línea es investigar en Sistemas Paralelos, esto es, la combinación de problemas de software asociados con la utilización de arquitecturas de procesamiento paralelo, especialmente sistemas multiprocesador distribuidos (como clusters y multiclusters).\nLos temas fundamentales abarcan la especificación, transformación, optimización y verificación de algoritmos ejecutables en sistemas paralelos/distribuidos, la optimización de clases de soluciones en función de modelos de arquitectura multiprocesador, las métricas de complejidad y eficiencia relacionadas con el procesamiento paralelo, la influencia del balance de carga y la asignación de tareas a procesadores, la escalabilidad de los sistemas paralelos, los modelos de predicción de performance en sistemas paralelos, así como aspectos de simulación y diseño de arquitecturas VLSI orientadas a multiprocesamiento.\nInteresa la aplicación de las investigaciones en áreas con procesamiento masivo de datos tales como cómputo científico, procesamiento de imágenes digitales, bases de datos distribuidas, reconocimiento de patrones en secuencias y algoritmos no numéricos complejos. Para esto, se trabaja experimentalmente con distintos modelos de arquitectura disponibles o accesibles desde el III-LIDI y arquitecturas disponibles en distintas Universidades del país y el exterior con las cuales se tienen convenios de cooperación.\nEl proyecto está financiado por la Universidad Nacional de La Plata, la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires y la Agencia Nacional de Promoción Científica y Técnica.Eje: Otro

Aplicaciones Single Program Multiple Data (SPMD) en ambientes distribuidos

Un reto al ejecutar las aplicaciones en un cluster es lograr mejorar las prestaciones utilizando los recursos de manera eficiente, y este reto es mayor al utilizar un ambiente distribuido. Teniendo en cuenta este reto, se proponen un conjunto de reglas para realizar el cómputo en cada uno de los nodos, basado en el análisis de cómputo y comunicaciones de las aplicaciones, se analiza un esquema de mapping de celdas y un método para planificar el orden de ejecución, tomando en consideración la ejecución por prioridad, donde las celdas de fronteras tienen una mayor prioridad con respecto a las celdas internas. En la experimentación se muestra el solapamiento del computo interno con las comunicaciones de las celdas fronteras, obteniendo resultados donde el Speedup aumenta y los niveles de eficiencia se mantienen por encima de un 85%, finalmente se obtiene ganancias de los tiempos de ejecución, concluyendo que si se puede diseñar un esquemas de solapamiento que permita que la ejecución de las aplicaciones SPMD en un cluster se hagan de forma eficiente.Un repte a l'executar les aplicacions en un cluster és assolir millorar les prestacions utilitzant els recursos de manera eficient, i aquest repte és major a l'utilitzar un ambient distribuït. Tenint en compte aquest repte, es proposen un conjunt de regles per a realitzar el còmput en cadascun dels nodes, basat en l'anàlisi de còmput i comunicacions de les aplicacions, s'analitza un esquema de mapping de cel·les i un mètode per a planificar l'ordre d'execució, prenent en consideració l'execució per prioritat, on les cel·les de fronteres tenen una major prioritat pel que fa a les cel·les internes. En l'experimentació es mostra el solapament del còmput intern amb les comunicacions de les cel·les fronteres, obtenint resultats on el Speedup augmenta i els nivells d'eficiència es mantenen per sobre d'un 85%, finalment s'obté guanys dels temps d'execució, concloent que si es pot dissenyar un esquema de solapament que permeti que l'execució de les aplicacions SPMD en un cluster es facin de forma eficient.A challenge to execute some applications in a cluster, is to achieve better performance using resources efficiently. This challenge is greater when is using a distributed environment. Whereas this challenge, this investigation propose a set of rules to make computing in each nodes, based on an analysis of computing and communications inside of the applications. It analyzes an outline of mapping cell and a method for planning the execution order in the group of cell, taking into consideration the execution priority, where border cells have a higher priority than internal cells. In the experiment shows the overlap between border communications cells and internal cells, where the results increases the speedup and the efficiency levels remain above 85%. Finally obtained profits of execution times, concluding that if it can design an overlapping schemes that allow the execution of applications SPMD in a cluster become an efficient manner

Integrating multiple clusters for compute-intensive applications

Multicluster grids provide one promising solution to satisfying the growing computational demands of compute-intensive applications. However, it is challenging to seamlessly integrate all participating clusters in different domains into a single virtual computational platform. In order to fully utilize the capabilities of multicluster grids, computer scientists need to deal with the issue of joining together participating autonomic systems practically and efficiently to execute grid-enabled applications. Driven by several compute-intensive applications, this theses develops a multicluster grid management toolkit called Pelecanus to bridge the gap between user\u27s needs and the system\u27s heterogeneity. Application scientists will be able to conduct very large-scale execution across multiclusters with transparent QoS assurance. A novel model called DA-TC (Dynamic Assignment with Task Containers) is developed and is integrated into Pelecanus. This model uses the concept of a task container that allows one to decouple resource allocation from resource binding. It employs static load balancing for task container distribution and dynamic load balancing for task assignment. The slowest resources become useful rather than be bottlenecks in this manner. A cluster abstraction is implemented, which not only provides various cluster information for the DA-TC execution model, but also can be used as a standalone toolkit to monitor and evaluate the clusters\u27 functionality and performance. The performance of the proposed DA-TC model is evaluated both theoretically and experimentally. Results demonstrate the importance of reducing queuing time in decreasing the total turnaround time for an application. Experiments were conducted to understand the performance of various aspects of the DA-TC model. Experiments showed that our model could significantly reduce turnaround time and increase resource utilization for our targeted application scenarios. Four applications are implemented as case studies to determine the applicability of the DA-TC model. In each case the turnaround time is greatly reduced, which demonstrates that the DA-TC model is efficient for assisting application scientists in conducting their research. In addition, virtual resources were integrated into the DA-TC model for application execution. Experiments show that the execution model proposed in this thesis can work seamlessly with multiple hybrid grid/cloud resources to achieve reduced turnaround time

Heterogeneous Multi-Cluster Networking with the Madeleine III Communication Library

This paper introduces the new version of the Madeleine portable multi-protocol communication library. Madeleine version III now includes full, flexible multi-cluster support associated to a redesigned version of the transparent multi-network message forwarding mechanism. Madeleine III works together with a new configuration management module to handle a wide panel of network-heterogeneous multi-cluster congurations. The integration of a new topology information system allows programmers of parallel computing applications to build highly optimized distributed algorithms on top of the transparent multi-network communication system provided by Madeleine III's virtual networks. Th

Heterogeneous Multi-Cluster Networking with the Madeleine III Communication Library

This paper introduces the new version of the Madeleine portable multi-protocol communication library. Madeleine version III now includes full, flexible multi-cluster support associated to a redesigned version of the transparent multi-network message forwarding mechanism. Madeleine III works together with a new configuration management module to handle a wide panel of network-heterogeneous multi-cluster configurations. The integration of a new topology information system allows programmers of parallel computing applications to build highly optimized distributed algorithms on top of the transparent multi-network communication system provided by Madeleine III’s virtual networks. The preliminary experiments we conducted regarding the new virtual network capabilities of Madeleine III showed interesting results with an asymptotic bandwidth of 43 MB/s over a virtual link made of a SISCI/SCI and a BIP/Myrinet physical link.