Massivel y parallel declarative computational models

• Main Author: Machado, Rui Mário da Silva
• Publication Date: 2013
• Language: eng
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10174/12063
• topic: UTS; GPI; Constraint programming; Local search; Adaptive search; Parallel programming; Work stealing; Dynamic load balancing

Current computer archictectures are parallel, with an increasing number of processors. Parallel programming is an error-prone task and declarative models such as those based on constraints relieve the programmer from some of its difficult aspects, because they abstract control away. In this work we study and develop techniques for declarative computational models based on constraints using GPI, aiming at large scale parallel execution. The main contributions of this work are: A GPI implementation of a scalable dynamic load balancing scheme based on work stealing, suitable for tree shaped computations and effective for systems with thousands of threads. A parallel constraint solver, MaCS, implemented to take advantage of the GPI programming model. Experimental evaluation shows very good scalability results on systems with hundreds of cores. A GPI parallel version of the Adaptive Search algorithm, including different variants. The study on different problems advances the understanding of scalability issues known to exist with large numbers of cores; ### SUMÁRIO: Actualmente as arquitecturas de computadores são paralelas, com um crescente número de processadores. A programação paralela é uma tarefa propensa a erros e modelos declarativos baseados em restrições aliviam o programador de aspectos difíceis dado que abstraem o controlo. Neste trabalho estudamos e desenvolvemos técnicas para modelos de computação declarativos baseados em restrições usando o GPI, uma ferramenta e modelo de programação recente. O Objectivo é a execução paralela em larga escala. As contribuições deste trabalho são as seguintes: a implementação de um esquema dinâmico para balanceamento da computação baseado no GPI. O esquema é adequado para computações em árvores e efectiva em sistemas compostos por milhares de unidades de computação. Uma abordagem à resolução paralela de restrições denominadas de MaCS, que tira partido do modelo de programação do GPI. A Avaliação experimental revelou boa escalabilidade num sistema com centenas de processadores. Uma versão paralela do algoritmo Adaptive Search baseada no GPI, que inclui diferentes variantes. O estudo de diversos problemas aumenta a compreensão de aspectos relacionados com a escalabilidade e presentes na execução deste tipo de algoritmos num grande número de processadores.