Metodologia para paralelização de programas científicos

• Ano de defesa: 2004
• Autor(a) principal: Simone Shizue Tomita
• Orientador(a): Haroldo Fraga de Campos Velho
• Banca de defesa: Philippe Olivier Alexandre Navaux
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Computação Aplicada
• País: BR
• Resumo em Inglês: This project is proposing a new methodology on the scientific program parallelism and applications on a real problem. It is a goal, direct the high performance processing programmers work. This methodology shows the basic techniques and requirements needed to convert sequential onto parallel codes. It does show the skill and evaluate the numerical results at the end of each stage when gradually the parallelism technique is applied. The methodology is divided in four steps: preliminaries, analysis of the problem, global strategy of parallelism and results analysis. The methodology has been applied to the regional weather forecast model Eta using both vectorial and parallel architecture machine with shared memory NEC/SX4 and hybrid architecture NEC/SX6 at CPTEC/INPE. The original code was built in Fortran 77 and re-written in Fortran 90. Afterwards, the code was re-structured to allow the parallelism in two levels vectorization and parallelism based on directives (OpenMP standard). The implementation is based on data parallelism and has resulted in a portable program with portable parallelism to shared memory machines. As an aim to turn the programmers job easier on the code parallelism, this methodology purposes an economical way where less effort is made in the initialisation stage of the parallelism process.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2004/04.14.11.40

Este trabalho propõe uma nova metodologia para paralelização de programas científicos e sua aplicação a um problema real. Visa direcionar o trabalho do programador da área de processamento de alto desempenho. Essa metodologia mostra os requisitos básicos e as técnicas necessárias para transformar programas seqüenciais em programas paralelizados. Demonstra as formas de medir desempenho e avaliar os resultados numéricos ao final de cada etapa quando se aplica gradativamente a estratégia de paralelização. A metodologia é dividida em quatro passos que são: preliminares, análise do problema, estratégia geral de paralelização e análise dos resultados. A metodologia foi aplicada ao modelo regional de previsão de tempo Eta usando uma máquina de arquitetura vetorial e paralela de memória compartilhada NEC/SX4 e arquitetura híbrida NEC/SX6 no CPTEC/INPE. O programa original era codificado em Fortran 77 e inicialmente foi transformado em Fortran 90. Em seguida houve a reestruturação do programa para permitir o paralelismo de dois níveis vetorização e paralelismo implementado por diretivas (padrão OpenMP). A implementação foi baseada em paralelismo de dados, e resultou um programa portátil com paralelismo também portátil para máquinas de memória compartilhada. Com o objetivo de facilitar o trabalho do programador na aplicação de paralelismo em programas, a metodologia propõe um caminho menos custoso e que requer menor tempo na fase de inicialização do processo de paralelização.