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Anais do IV Workshop em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD 2003)最新文献

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Uma Arquitetura para o Processamento de Consultas com Agregados 用于处理聚合查询的体系结构
Pub Date : 2003-11-10 DOI: 10.5753/wscad.2003.19109
Nilton Cézar de Paula, José Vieira da Costa Neto, L. Sato
O processamento paralelo e distribuído é uma alternativa para melhorar o desempenho de consultas sobre um data warehouse. Ultimamente, vem-se dando ênfase ao uso da técnica de agrupamento prévio no processamento de consultas com agregados em sistemas centralizados. A sua aplicação permite maior eficiência no processamento da consulta, com a execução do agrupamento antes da junção. Neste trabalho, propõe-se uma arquitetura de software para a execução de consultas com agregados explorando o paralelismo e o agrupamento prévio. Essa arquitetura traz novos recursos ao CDBS (Concurrent Database System) e viabiliza um ambiente para a análise de consultas com agregados. Os resultados mostram que a aplicação do agrupamento prévio num ambiente paralelo pode diminuir o tempo de execução da consulta e os acessos a disco. Porém, essa técnica deve ser evitada quando o número de grupos gerados por uma consulta é muito grande. Para tanto, deve-se identificar quando essas situações ocorrem utilizando-se algum critério, por exemplo, estimar custos.
并行和分布式处理是提高数据仓库查询性能的一种替代方法。近年来,在集中式系统中,优先聚类技术在处理聚合查询时得到了广泛的应用。它的应用程序允许更有效地处理查询,在加入之前执行分组。在这项工作中,我们提出了一种利用并行性和先验分组来执行聚合查询的软件体系结构。该体系结构为CDBS(并发数据库系统)带来了新的特性,并提供了一个聚合查询分析的环境。结果表明,在并行环境中应用预先分组可以减少查询执行时间和磁盘访问。然而,当查询生成的组数量非常大时,应该避免这种技术。因此,必须使用一些标准来确定何时发生这种情况,例如估计成本。
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Uma Biblioteca de Processos Leves para a Implementação de Aplicações Altamente Paralelas 用于实现高度并行应用程序的轻量级进程库
Pub Date : 2003-11-10 DOI: 10.5753/wscad.2003.19111
G. Cavalheiro, Lucas Correia Villa Real, Evandro Clivatti Dall'Agnol
Um dos maiores problemas ligados à programação concorrente (ou paralela) não está relacionado somente à questão da identificação da concorrência do problema, mas também à exploração eficiente do paralelismo do hardware disponível. Neste sentido, diversos ambientes de programação/execução buscam realizar o mapeamento da concorrência do programa em execução ao paralelismo real da arquitetura sobre a qual a execução está se desenvolvendo. Em geral, estes ambientes apoiam-se em técnicas de escalonamento e modelos de programação. Neste trabalho é apresentada uma interface de programação, baseada no padrão threads POSIX, voltada à descrição da concorrência em aplicações e o núcleo executivo associado.
与并发(或并行)编程相关的最大问题之一不仅与识别并发问题有关,而且还与有效利用可用硬件的并行性有关。从这个意义上说,一些编程/执行环境试图将正在运行的程序的并发映射到正在开发执行的体系结构的实际并行性。一般来说,这些环境依赖于调度技术和编程模型。在这项工作中,我们提出了一个基于POSIX线程标准的编程接口,专注于描述应用程序中的并发和相关的执行核心。
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libVIP: Arquitetura de Interface Virtual (VIA) sobre TCP/IP libVIP:基于TCP/IP的接口虚拟架构(VIA)
Pub Date : 2003-11-10 DOI: 10.5753/wscad.2003.19098
R. Righi, P. Navaux, Marcelo Pasin
Aglomerados de computadores são freqüentemente utilizados como arquitetura de suporte ao processamento de alto desempenho. Os computadores nesta arquitetura se comunicam através de trocas de mensagens e existe atualmente pesquisa para torná-las mais eficientes. Em 1997, foi especificada a Arquitetura de lnterface Virtual (VIA) [5]. VIA é uma interface de programação que possibilita a implementação eficiente de bibliotecas de comunicação. Baseada na arquitetura VIA, foi construída a biblioteca para comunicação assíncrona libVIP [16]. Esta biblioteca foi implementada usando a camada de rede padrão de sistemas POSIX. Ela possibilita a execução de programas paralelos escritos para a interface VIA em quaisquer aglomerados de computadores, mesmo naqueles que não possuem interfaces de rede que seguem este padrão. O presente artigo tem por objetivo apresentar a implememação da libVIP e descrever duas aplicações desenvolvidas para avaliá-la.
计算机集群经常被用作支持高性能处理的架构。这种架构中的计算机通过信息交换进行通信,目前有研究使它们更有效。1997年,指定了虚拟接口架构(VIA)[5]。VIA是一个编程接口,可以有效地实现通信库。基于VIA架构,构建了libVIP异步通信库[16]。这个库是使用POSIX系统的标准网络层实现的。它允许在任何集群计算机上执行为VIA接口编写的并行程序,即使是那些没有遵循该标准的网络接口的计算机。本文旨在介绍libVIP的实现,并描述为评估它而开发的两个应用程序。
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VSObjects: Middleware para Gerenciamento de Objetos Virtualmente Compartilhados VSObjects:用于管理虚拟共享对象的中间件
Pub Date : 2003-11-10 DOI: 10.5753/wscad.2003.19101
Christiane V. Pousa, Dulcinéia O. da Penha, C. Martins
Este trabalho apresenta um software que suporta a construção de aplicações em Java baseadas no modelo de programação com variáveis compartilhadas executando em ambientes distribuídos. VSObjects é um VSM (Virtual Shared Memory) baseado em objetos, desenvolvido em Java. O nosso principal objetivo é propor, implementar e verificar o VSObjects, analisar o uso e o desempenho do VSObjects através da convolução de imagem paralela comparando com a versão seqüencial da convolução e a implementação usando somente RMI (Remote Method lnvocation). A principal contribuição deste trabalho é a implementação do VSObjects. Outras contribuições são as implementações da convolução de imagens no modelo distribuído e no modelo seqüencial, e a análise dos resultados obtidos com as diferentes implementações.
本文提出了一种基于共享变量在分布式环境中运行的编程模型的Java应用程序构建软件。VSObjects是用Java开发的基于对象的虚拟共享内存(VSM)。我们的主要目标是提出、实现和验证VSObjects,通过并行图像卷积分析VSObjects的使用和性能,并与仅使用RMI(远程方法调用)的顺序卷积版本进行比较。这项工作的主要贡献是VSObjects的实现。其他贡献是在分布式模型和顺序模型中实现图像卷积,并分析了不同实现的结果。
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O Efeito da Latência no Desempenho da Arquitetura DTSVLIW 延迟对DTSVLIW架构性能的影响
Pub Date : 2003-11-10 DOI: 10.5753/wscad.2003.19104
Fernando Líbio L. Almeida, A. F. D. Souza, Christian Daros de Freitas, Neyval Costa Reis Jr.
Neste trabalho apresentamos resultados experimentais que mostram o forte impacto da latência das instruções e da hierarquia da memória no desempenho da arquitetura DTSVLIW. A latência das instruções reduz o desempenho DTSVLIW quando executando programas inteiros do SPEC2000 em 32.0% e, surpreendentemente, em apenas 6.2% no caso de programas de ponto flutuante, muito embora os últimos requeiram a execução de um número muito maior de instruções com altas latências. A latência da hierarquia de memória tem um forte impacto no desempenho da DTSVLIW para programas inteiros - redução de 22,1% - mas ainda maior para programas de ponto flutuante - redução de 85.5%. Estes resultados sugerem trabalhos futuros em técnicas para redução do impacto da latência no desempenho DTSVLIW.
在这项工作中,我们提出了实验结果,表明指令延迟和内存层次结构对DTSVLIW架构性能的强烈影响。指令延迟将运行整个SPEC2000程序的DTSVLIW性能降低了32.0%,令人惊讶的是,浮点程序仅降低了6.2%,尽管浮点程序需要执行更多具有高延迟的指令。内存层次延迟对整个程序的DTSVLIW性能有很强的影响——降低了22.1%——但浮点程序的影响更大——降低了85.5%。这些结果为未来减少延迟对DTSVLIW性能影响的技术提供了建议。
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Integração Extended SimMan Tool & CCS-Simulação de Arquiteturas Superescalares em Clusters 扩展SimMan工具集成和CCS-集群超标量架构仿真
Pub Date : 2003-11-10 DOI: 10.5753/wscad.2003.19103
W. Staehler, G. D. Pizzol
Simulação é o método mais usado e eficiente para projeto de novos processadores. Através dela podemos reproduzir e considerar os parâmetros e variáveis de uma arquitetura real, como por exemplo, arquiteturas superescalares. Com este intuito foi desenvolvido o software de gerenciamemo de simulações Extended SimMan. Esta ferramenta é uma interface gráfica para os simuladores do SimpleScalar Tool Set, gerando arquivos de configuração e gerenciando as simulações em diferentes máquinas e extraindo os dados de interesse dos arquivos de resultados e apresentando-os em gráfico e tabela. O Extended SimMan pode utilizar as máquinas de uma rede para executar as simulações, e também os nodos de um cluster, através do software de gerenciamento de clusters CCS. A idéia, afinal, é tomar o processo de simulação o mais simples e transparente possível ao usuário final, mascarando os vários programas envolvidos bem como os formatos dos arquivos utilizados e reduzindo drasticamente o ônus no lançamento de simulações que levam muitas vezes mais de 24 horas de duração.
仿真是设计新处理器最常用、最有效的方法。通过它,我们可以复制和考虑真实体系结构的参数和变量,例如超标量体系结构。为此,开发了扩展模拟管理软件SimMan。该工具是simpl标量工具集模拟器的图形界面,生成配置文件和管理不同机器上的模拟,从结果文件中提取感兴趣的数据,并以图形和表格的形式显示它们。扩展SimMan可以使用网络中的机器来执行模拟,也可以使用CCS集群管理软件来执行集群中的节点。毕竟,这个想法是让模拟过程对最终用户尽可能简单和透明,掩盖涉及的各种程序和使用的文件格式,并大大减少启动模拟的负担,通常需要超过24小时的时间。
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Otimização em VHDL e Desempenho em FPGAs do Algoritmo de Criptografia DES DES加密算法的VHDL优化和fpga性能
Pub Date : 2003-11-10 DOI: 10.5753/wscad.2003.19106
F. Pereira, E. D. Moreno
A segurança nas transmissões de informações torna-se cada vez mais importante, exigindo que novas técnicas e algoritmos de criptografia de informações sejam desenvolvidos para promover um ambiente de transmissão seguro. Para muitas aplicações não só a segurança é prioridade no fundamento do algoritmo utilizado, mas também a velocidade do processo de cifragem e decifragem. Este artigo destaca o algoritmo de criptografia DES e sua descrição em VHDL. O Data EnCryption Standard (DES) - é um padrão criptográfico criado em 1977 através de uma licitação aberta pela antiga Agência Nacional de Segurança americana National Security Agency (NSA). Neste artigo, é definido seu funcionamento, discutindo as metadologias de implementação em hardware, propondo uma otimização para a metodologia mais utilizada por projetistas hardware. Os resultados obtidos são importantes para a conclusão da primeira fase do projeto de um criptoprocessador. Estatísticas de desempenho temporal e espacial são geradas para a comparação entre as metodologias, discutindo a otimização obtida.
信息传输的安全性变得越来越重要,需要开发新的信息加密技术和算法,以促进安全的传输环境。对于许多应用程序来说,安全不仅是所使用算法的基础,而且是加密和解密过程的速度。本文重点介绍了DES加密算法及其在VHDL中的描述。数据加密标准(DES)是1977年由前美国国家安全局(NSA)公开招标创建的加密标准。本文定义了它的功能,讨论了硬件实现元,并提出了硬件设计师最常用的方法的优化。所获得的结果对于完成加密处理器设计的第一阶段具有重要意义。生成时间和空间性能统计数据,对两种方法进行比较,讨论优化结果。
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Análise do Desempenho de uma Arquitetura Paralela de Processadores DSP para Reconstrução de Imagens Tomográficas com Diferentes Algoritmos de Comunicação Entre os Processos 采用不同通信算法重建层析图像的DSP并行架构的性能分析
Pub Date : 2003-11-10 DOI: 10.5753/wscad.2003.19107
M. F. L. Pereira, P. E. Cruvinel, J. H. Saito, Edson Roberto Minatel, L. F. Costa, Jorge Luiz e Silva
Este trabalho apresenta a análise de desempenho de uma arquitetura multiprocessadora composta de Processadores Digitais de Sinais (DSP) da Texas lnstruments TMS320C40 operando sob diferentes algoritmos de comunicação entre processos. Esta arquitetura foi organizada para a reconstrução tridimensional de cortes tomográficos e testes foram realizados com dados obtidos de um minitomógrafo® de solos da Embrapa Instrumentação Agropecuária. Foram utilizados até 4 processadores TMS320C40 acoplados a módulos TIM-40 em uma placa HEPC2E. No desenvolvimento do software utilizou-se uma combinação das ferramentas Code Composer da Texas lnstruments, da linguagem C Paralela da 3L e do Borland Builder C++. As tarefas de reconstrução 2D e 3D foram distribuídas entre os processadores e utilizou-se a memória cache dos processadores para diminuição das taxa de perda e aumento do poder de processamento e da velocidade do sistema. Também utilizou-se algoritmos de particionamento das matrizes de reconstrução para minimizar os custos de comunicação entre as tarefas alocadas nos diferentes processadores de modo a se obter melhor desempenho.
本文介绍了一种由德州仪器TMS320C40数字信号处理器(DSP)组成的多处理器体系结构的性能分析,该体系结构在不同的进程间通信算法下运行。该架构是为层析成像切片的三维重建而组织的,并使用从Embrapa农业仪器minitomgraphe®土壤中获得的数据进行测试。在HEPC2E板上,多达4个TMS320C40处理器与TIM-40模块耦合。在软件开发中使用了德克萨斯仪器的Code Composer工具、3L的并行C语言和Borland Builder c++的组合。二维和三维重建任务分布在处理器之间,利用处理器的缓存来降低失损率,提高处理能力和系统速度。我们还使用了重建矩阵的分区算法,以最小化分配在不同处理器上的任务之间的通信成本,以获得更好的性能。
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Comparativo entre Diferentes Interfaces de Comunicação para Programação Paralela 并行编程不同通信接口的比较
Pub Date : 2003-11-10 DOI: 10.5753/wscad.2003.19113
Diego Kreutz, M. C. Cera, Marcelo Pasin, R. Righi
As aplicações desenvolvidas para ambientes de programação paralela e distribuída possuem seu desempenho diretamente relacionado ao da interface de comunicação utilizada para viabilizar sua execução. Uma vez que há a necessidade de comunicação entre os nós processadores que compõem o sistema, esta tarefa acaba, muitas vezes, sendo mais onerosa que o próprio tempo de processamenfo da aplicação paralela. Considerando tal aspecto, neste estudo foram realizadas comparações entre diferentes interfaces de comunicação, a fim de analisar a influência do uso destas no desempenho de uma aplicação específica.
为并行和分布式编程环境开发的应用程序的性能与用于实现其执行的通信接口直接相关。由于组成系统的处理器节点之间需要通信,这个任务往往比并行应用程序本身的处理时间更昂贵。考虑到这一点,本研究对不同的通信接口进行了比较,以分析它们的使用对特定应用程序性能的影响。
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期刊
Anais do IV Workshop em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD 2003)
全部 Acc. Chem. Res. ACS Applied Bio Materials ACS Appl. Electron. Mater. ACS Appl. Energy Mater. ACS Appl. Mater. Interfaces ACS Appl. Nano Mater. ACS Appl. Polym. Mater. ACS BIOMATER-SCI ENG ACS Catal. ACS Cent. Sci. ACS Chem. Biol. ACS Chemical Health & Safety ACS Chem. Neurosci. ACS Comb. Sci. ACS Earth Space Chem. ACS Energy Lett. ACS Infect. Dis. ACS Macro Lett. ACS Mater. Lett. ACS Med. Chem. Lett. ACS Nano ACS Omega ACS Photonics ACS Sens. ACS Sustainable Chem. Eng. ACS Synth. Biol. Anal. Chem. BIOCHEMISTRY-US Bioconjugate Chem. BIOMACROMOLECULES Chem. Res. Toxicol. Chem. Rev. Chem. Mater. CRYST GROWTH DES ENERG FUEL Environ. Sci. Technol. Environ. Sci. Technol. Lett. Eur. J. Inorg. Chem. IND ENG CHEM RES Inorg. Chem. J. Agric. Food. Chem. J. Chem. Eng. Data J. Chem. Educ. J. Chem. Inf. Model. J. Chem. Theory Comput. J. Med. Chem. J. Nat. Prod. J PROTEOME RES J. Am. Chem. Soc. LANGMUIR MACROMOLECULES Mol. Pharmaceutics Nano Lett. Org. Lett. ORG PROCESS RES DEV ORGANOMETALLICS J. Org. Chem. J. Phys. Chem. J. Phys. Chem. A J. Phys. Chem. B J. Phys. Chem. C J. Phys. Chem. Lett. Analyst Anal. Methods Biomater. Sci. Catal. Sci. Technol. Chem. Commun. Chem. Soc. Rev. CHEM EDUC RES PRACT CRYSTENGCOMM Dalton Trans. Energy Environ. Sci. ENVIRON SCI-NANO ENVIRON SCI-PROC IMP ENVIRON SCI-WAT RES Faraday Discuss. Food Funct. Green Chem. Inorg. Chem. Front. Integr. Biol. J. Anal. At. Spectrom. J. Mater. Chem. A J. Mater. Chem. B J. Mater. Chem. C Lab Chip Mater. Chem. Front. Mater. Horiz. MEDCHEMCOMM Metallomics Mol. Biosyst. Mol. Syst. Des. Eng. Nanoscale Nanoscale Horiz. Nat. Prod. Rep. New J. Chem. Org. Biomol. Chem. Org. Chem. Front. PHOTOCH PHOTOBIO SCI PCCP Polym. Chem.
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