5° Workshop· em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho · Ariel Fonseca, Bruno Vianna, Nilmax Moura, Luiz Menezes, Helder Mendes, Cristina Boeres, Vinod Rebello ... Presidente:

5° Workshop· em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho

Foz do Iguaçu, PR, Brasil

Promoção

Sociedade Brasileira de Computação

Organização

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

27 a 29 de Outubro

WSCAD

2004

Universidade Estadual de Maringá

52 WORKSHOP EM SISTEMAS COMPUTACIONAIS

DE ALTO DESEMPENHO

27 a 29 de Outubro de 2004 Foz do Iguaçu - Paraná - Brasil

ANAIS

P~omoção

SBC - Sociedade Brasileira de Computação Comissão Especial de

Arquitetura de Computadores e Processamento de Alto Desempenho

Edição

Marcelo Pasin (UFSM) Ronaldo A. L. Gonçalves (UEM)

Organização

Universidade Federal do Rio Grande do Sul Universidade Federal de Santa Maria

Universidade Estadual de Maringá

Soclodado Brasllolra do Computação

CIP- CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO

Workshop em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (5: 2004: Foz do Iguaçu)

Anais WSCAD 2004 f 512 Workshop em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho; ed. por M. Pasin e R. A. L. Gonçalves- Foz do Iguaçu, 2004.

ix, 255 p.

ISBN 85-88442-97-3

!.Arquitetura de Computadores 2.Processamento de alto desempenho I.Pasin, Marcelo II.Gonçalves, Ronaldo A.L.

CDD 004.22 004.3585

Esta obra foi impressa a partir de originais compostos pelos próprios autores e editores.

APRESENTAÇÃO

A ciência da computação tem se desenvolvido em ritmo acelerado nos últimos anos. Problemas que antes eram extremamente complexos são atualmente resolvidos em exercícios de aulas práticas. Com o avanço tecnológico dos equipamentos e dos meios digitais de comunicação, a criação e o fortalecimento dos diferentes grupos de pesquisa têm sido um fato r imprescindível nesse processo evolutivo. Entretanto, a natureza crítica e investigativa do ser humano coloca-o sempre em confronto com novos desafios, cada dia mais complexos. Assim, o desenvolvimento de tecnologia cada vez mais eficiente tem sido, e sempre será, alvo de incansável pesquisa em todas as épocas da humanidade.

A computação de alto desempenho surgiu com o propósito de melhor aproveitar os recursos de hardware e software, proporcionando maior eficiência na solução de problemas, por meio da otimização, da reorganização ou da paralelização dos sistemas computacionais. Neste contexto, diferentes frentes de investigação tentam propor novas facilidades, técnicas ou modelos relacionados a temas tais como algoritmos, aplicações e arquiteturas paralelas; hierarquia, organização e gerenciamento de memória; linguagens, compiladores e ferramentas de programação; modelos e técnicas de execução paralela; balanceamento, comunicação e escalonamento de tarefas, e experimentação, simulação e avaliação de desempenho, entre outros.

No Brasil, com a internacional ização do SBAC-PAD (Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing), surge no ano 2000 o WSCAD (Workshop em Sistemas Computacionais · de Alto Desempenho) com o propósito de propiciar um fórum em língua portuguesa para a apresentação de artigos e mini-cursos na área do evento, permitindo uma maior integração entre os grupos de pesquisa e corroborando com o aprofundamento do conhecimento científico e tecnológico em computação de alto desempenho. Com o apoio de universidades, centros de desenvolvimento e de tecnologia, empresas e entidades de fomento a pesquisa, o WSCAD tem se tornado o maior evento nacional da área, reunindo profissionais, pesquisadores e estudantes de todos os cantos do Brasil. A cada ano aumenta o número de participações.

Na edição deste ano, o 5° WSCAD contou com a submissão de 72 artigos completos, 16 resumos de iniciação científica, 4 resumos de ferramentas e 4 propostas de mini-cursos, dos quais foram selecionados 24 artigos completos, 5 resumos de iniciação científica, 2 resumos de ferramentas e 2 mini-cursos. Todos os trabalhos foram julgados por pelo menos 3 avaliadores doutores, garantindo alta qualidade aos trabalhos selecionados. Assim como nas edições anteriores, o WSCAD está sendo realizado em conjunto com o SBAC-PAD.

A Comissão Organizadora do WSCAD 2004 espera que todos os participantes possam tirar proveito das apresentações e mini-cursos, conhecer novas idéias, trocar informações, estabelecer novos contatos e parcerias, bem como aproveitar a estadia nesta cidade maravilhosa de Foz do Iguaçu, a qual encanta a todos com suas espetaculares cataratas e natureza exuberante.

Foz do Iguaçu, Paraná, Outubro de 2004.

Marcelo Pasin Ronaldo A. L. Gonçalves Coordenadores do Comitê de Programa

SUMÁRIO

Sessão 1 - Avaliação e Medição de Desempenho

Ferramentas de Modelagem para a Predição de Performance Analítica em uma Plataforma de Processamento Paralelo .... .................. .................. ...... ...................................................................... 3 Roberto Herai, Marco Aurelio Amaral Henriques

Modelo para a Exploração Eficiente de Paralelismo em Aplicações Grão Fino .............. ... .. ..................... 11 Epifania Dinis Benitez, Eduardo Moschetta, Otávio Corrêa Cordeiro, Gerson Cavalheiro

Um Ambiente para o Desenvolvimento e Avaliação de Algoritmos de Escalonamento para Grades. Computacionais ... ....... ..... ................................................................................................................ 19 Ariel Fonseca, Bruno Vianna, Nilmax Moura, Luiz Menezes, Helder Mendes, Cristina Boeres, Vinod Rebello

Sessão 2 - Software Básico

Escalonamento Adaptativo ao Uso da Hierarquia de Memória para Máquinas Multiprocessadas ........... 27 Maurício Pillon, 0/ivier Richard

Integração de Ganglia, libRastro e Pajé para o Monitoramento de Aplicações Paralelas ................. ........ 35 Marcelo Veiga Neves, Tiago Scheid, Lucas Mello Schnorr, Andrea Charão

Uma Ferramenta Orientada a Objetos para Monitoramento de Cargas em Sistemas Distribuídos .......... 42 Paulino Vil/as Boas, Gonzalo Travieso

Sessão 3 - Processadores e Hierarquia de Memória

Arquitetura de Cache com Associatividade Reconfigurável ............................. ........................ .. ............... 50 Mi/ene Carvalho, Carlos Augusto Martins

Modelo de Memória Reconfigurável para Sistemas Paralelos ......................................................... ....... .. 58 Dulcinéia Penha, Henrique Freitas, Carlos Augusto Martins

Uma Arquitetura DTSVLIW com Múltiplos Contextos de Execução ................... ....................................... 66 Fernando Líbio Almeida, Alberto De Souza

Sessão 4 - Processadores e Redes Reconfiguráveis

Chave Crossbar Reconfigurável para Implementação Dinâmica de Topologias em Redes de Interconexão de Dados ........................................................................... .................... ......................................... . 74 Henrique Freitas, Carlos Augusto Martins

O Consumo de Energia da Arquitetura DTSVLIW ................................................. ... ................................. 82 Felipe Pedroni, Fernando Líbio Almeida, Alberto De Souza

Previsão de Desvios Baseada nos Tipos de Desvios e nas Probabilidades de Transição de Históricos .... 90 Zenaide Carvalho, Marcos Cavenaghi, João A. Martini, Ronaldo Goncalves

Sessão 5 - Algoritmos e Aplicações

Comparação entre Métodos de Decomposição de Domínios e Decomposição de Dados na Solução de Sistemas de Equações ......................... ............................ ...... ...... .... .............. ....... ..... ..................... 98 Guilherme Galante, Tiarajú Diverio, Andre Martinotto, Delcino Picinin, Ricardo Dorneles, Rogério Rizzi

Desenvolvimento de Aplicações Distribuídas Utilizando DPC++ ............ .... ............................................. 105 Eduardo Moschetta, Gerson Cavalheiro

Estratégias de Armazenamento para Implementações Paralelas do Método dos Elementos Finitos ..... 113 Leonardo Lima, Bruno Melotti, Lucia Catabriga, Andrea Vai/i

Framework para Alinhamento de Seqüências Biológicas com o Auxílio de Programação Concorrente .... 121 Gustavo Lermen, Daniela Sacco/ Peranconi, Gerson Cavalheiro

Sessão 6 - Balanceamento de Carga

Balanceamento de Carga nas Redes Inteligentes Distribuídas ...... ......................................................... 129 Norminda Bodart, Elisama Durães, Rosane Soares, Am1ton Salles Garcia

Comportamento de Aplicações Paralelas em Aglomerados de Computadores Heterogêneos ...... ...... .. 137 Diego Kreutz, Lucas Mello Schnorr, Marlon Possani, Benhur Stein

Uma Abordagem de Balanceamento de Carga Baseada em Algoritmo de Aprendizado de Máquina Genético ............ ..................................................................... ............ .................... ............ ........... 145 A/ex Pinto, Mario Dantas

Uma Arquitetura XML para Computação Colaborativa P2P .. ........................ ........................................ .. 153 Felipe Pereira, Fábio Lourenço, Eber Schmitz, Felipe França

Sessão 7- Comunicação

Checkpointing Quase-Síncrono no LAM/MPI ................. ..... ..... ............ ................. .................................. 161 Ulisses Silva, /slene Garcia

Construção de um Mecanismo de Comunicação para Ambientes de Processamento de Alto Desempenho .............................................. ................................................................................... 169 Evandro Daii'Agno/, Lucas Vil/a Real, Daniela Saccol Peranconi, Marcelo Augusto Cardozo Junior, Gerson Cavalheiro

Funções MPI de Comunicação Coletiva Reconfiguráveis ...... ................ ............ .................... .............. ... 176 Luiz Ramos, Carlos Augusto Martins ·

Sistema Aldeia: Invocação Remota e Assíncrona de Métodos sobre lnfiniband e DECK .................... ... 184 Rodrigo Righi, Philippe Navaux, Marcelo Pasin

Artigos de Apresentação de Ferramentas

ISP2 - Uma Interface Serial para Projetar Processadores Didáticos em FPGAs .................................. .. 194 Fabio Pereira, Cesar Giacomini Penteado, Edward Moreno

Compadi Access: uma Ferramenta para Acesso a Clusters Através da Web ........................................ 196 Luiz Biazus, Marcos José Brusso, Marcelo Trindade Rebonatto

Resumos Estendidos de Iniciação Científica

Avaliação de Desempenho dos Componentes de Políticas de Escalonamento de Processos em Ambientes Distribuídos .................................................................................................... .............. 200 Paulo Vital, Ricardo Santos

Uma Avaliação do Uso de ProActive para Processamento de Alto Desempenho ............ ...................... 204 Elton Mathias, )u/iano Reckziegel, Guilherme Koslovski, Marcelo Pasin

Comparação entre Java e C++ na Computação Numérica ......................... ................ ................ ...... ...... 208 Claudio Schepke, Andrea Charão

Adaptação da Ferramenta de Visualização Pajé para Visualização em Linha ........... ............................. 212 Edmar Araujo, Benhur Stein

Desenvolvimento de um Simulador para Avaliação de Desempenho de Redes de Computadores .. ..... 216 Samir Souza, Henrique Freitas

Minicursos

Curso de Programação Paralela e Distribuída com MPI em Clusters Windows ....... ............................... 222 Francisco Massetto

Escalonamento Paralelo de Tarefas : Conceitos, Simulação e Análise de Desempenho ........................ 234 Luís Fabrício Góes, Carlos Augusto Martins

Índice de Autores ...... ....................................... ................. ............ ..................... ....................................... 255

5º WORKSHOP EM SISTEMAS COMPUTACIONAIS

DE ALTO DESEMPENHO

Coordenadores do Comitê de Programa

Marcelo Pasin (UFSM) Ronaldo A. L. Gonçalves (UEM)

Coordenação Geral

Philippe O.A. Navaux (UFRGS)

Membros do Comitê de Programa

Augusto de Sousa - FEUP Alba Melo - UNB

Alberto de Souza- UFES Alfredo Goldman- USP Andrea Charão - UFSM

Antônio Augusto Frohlich - UFSC Avelino Zorzo - PUCRS Benhur Stein - UFSM

Carlos Augusto Martins - PUC-MG Cesar De Rose - PUCRS

Cristina Murta - UFPR Edson Midorikawa - USP

Eduardo Bergamini - INPE Edward Moreno - FES Felipe França- UFRJ

Fernando Dotti - PUCRS Gerson Cavalheiro - Unisinos

Gonzalo Travieso- USP Hélio Guardia- UFSCar

Ivan Saraiva Silva - UFRN

João A. Martini- UEM Jorge Barbosa - Unisinos

José Cunha- UNL José Saito - UFSCar Luís Lopes - FCUP

Luis Carlos Trevelin- UFSCar Marcelo Pasin ~ UFSM

Marcos Cavenaghi- UNESP Marinho Barcellos - Unisinos

Mario Dantas- UFSC Nicolas Maillard- UFRGS Paulo Fernandes - PUCRS Paulo S. L. Souza- UEPG Rafael dos Santos- UNISC

Ricardo Dorneles- UCS Ronaldo Goncalves- UEM Tiarajú Diverio - UFRGS

Wagner Meira, Jr. - UFMG Walfredo Cirne- UFCG

Membros do Comitê de Organização

Lourdes Tassinari (UFRGS) Rafael Ávila (UFRGS) Lucas Schnorr (UFRGS) Rafael dos Santos (UFRGS) Marcelo Pasin (UFSM) Tatiana Santos (UFRGS) Maurício Pilla (UFRGS) Tiaraju Diverio (UFRGS)

Avaliadores Externos

Ademir Constantino Alex Camargo André Detsch

Andre Aita Antonio Candia

Antonio Silva Filho Cristiane Woszezenki

Cristiano Both Cristiano Costa

Cristina D. A. Ciferri Daniel de Angelis Cordeiro

Diego Carvalho Diego Kreutz Elisa Huzita Erico Mattos Fabio Pereira

Flavio Regis Arruda ltana Maria de Souza Gimenes

João Baptista Martins

José Carlos Alves José Magalhães Cruz Lucas Mello Schnorr

Luis Maltar Castello Branco Marcelo Vinagreira

Marcia Pasin Mario Marino

Marlon Possani Mauricio Pilla Márcia Cera

Priscila M V Lima Raul Ceretta Nunes

Ricardo Ciferri Rodrigo Barbosa

Rodrigo Righi Rogério Guaraci dos Santos

Rolf Molz Tatiana dos Santos

Tiago Ferreto

SBC- SOCIEDADE BRASILEIRA DE COMPUTAÇÃO

Diretoria

Presidente: Cláudia Maria Bauzer Medeiros (UNICAMP) Vice-Presidente: José Carlos Maldonado(ICMC - USP)

Administrativa e Finanças: Carla Maria Dal Sasso Freitas (UFRGS) Eventos e Comissões Especiais: Karin Breitmann (PUC-Rio)

Educação: Marcos José Santana (USP - São Carlos) Publicações: Ana Carolina Salgado (UFPE)

Planejamento e Programas Especiais: Robert Carlisle Burnett (PUC-PR) Secretarias Regionais: Edson Norberto Cáceres (UFMS)

Divulgação e Marketing: Sérgio Cavalcante (UFPE) Regulamentação da Profissão: Roberto da Silva Bigonha (UFMG)

Eventos Especiais: Ricardo de Oliveira Anido (UNICAMP)

Conselho

Mandato 2001-2005

Paulo Cesar Masiero (USP/São Carlos) Rosa Maria Vicari (UFRGS)

Sergio de Mello Schneider (UFU) Tomasz Kowaltowski (UNICAMP)

Ricardo Augusto da Luz Reis(UFRGS)

Mandato 2003-2007

Flávio Rech Wagner (UFRGS) Luiz Fernando Gomes Soares (PUC-Rio)

Siang Wun Song (USP) Ariadne Carvalho (UNICAMP) Taisy Silva Weber (UFRGS)

Membros Suplentes - Mandato 2003-2005

Daniel Schwabe (PUC-Rio) Marcelo Walter (UNISINOS)

André Carvalho (ICMC- USP) Raul Sidnei Wazlawicki (UFSC)

Coordenação da Comissão Especial de Arquitetura de Computadores e Processamento de Alto Desempenho

Liria Matsumoto Sato (USP)

ÍNDICE DE AUTORES

Almeida, Fernando Líbio: 66, 82 Araujo, Edmar: 212 Benitez, Epifania Dinis: 11 Biazus, Luiz: 196 Boas, Paulino Villas: 42 Bodart, Norminda: 129 Boeres, Cristina: 19 Brusso, Marcos José: 196 Cardozo Junior, Marcelo Augusto: 169 Carvalho, Milene: 50 Carvalho, Zenaide: 90 Catabriga, Lucia: 113 Cavalheiro, Gerson: 11, 105, 121, 169 Cavenaghi, Marcos: 90 Charão, Andrea: 35, 208 Cordeiro, Otávio Corrêa: 11 Daii'Agnol, Evandro: 169 Dantas, Mario: 145 Diverio, Tiarajú: 98 Dorneles, Ricardo: 98 Durães, Elisama: 129 Fonseca, Ariel: 19 França, Felipe: 153 Freitas, Henrique: 58, 74, 216 Galante, Guilherme: 98 Garcia, Annton Salles: 129 Garcia, lslene: 161 Goncalves, Ronaldo: 90 Góes, Luís Fabrício: 234 Henriques, Marco Aurelio Amaral: 3 Herai, Roberto: 3 Koslovski, Guilherme: 204 Kreutz, Diego: 137 Lermen, Gustavo: 121 Lima, Leonardo: 113 Lourenço, Fábio: 153 Martini, João A.: 90 Martinono, André: 98 Martins, Carlos Augusto: 50, 58, 74, 176, 234 Masseno, Francisco: 222 Mathias, Elton: 204

255

Meloni, Bruno: 113 Mendes, Helder: 19 Menezes, Luiz: 19 Moreno, Edward: 194 Moschena, Eduardo: 11, 105 Moura, Nilmax: 19 Navaux, Philippe: 184 Neves, Marcelo Veiga: 35 Pasin, Marcelo: 184, 204 Pedroni, Felipe: 82 Penha, Dulcinéia: 58 Penteado, Cesar Giacomini : 194 Peranconi, Daniela Saccol : 121, 169 Pereira, Fabio: 194 Pereira, Felipe: 153 Picinin, Delcino: 98 Pillon, Maurício: 27 Pinto, Alex: 145 Possani, Marlon: 137 Ramos, Luiz: 176 Real, Lucas Villa: 169 Rebello, Vinod: 19 Rebonano, Marcelo Trindade: 196 Reckziegel, Juliano: 204 Richard, Olivier: 27 Righi, Rodrigo: 184 Rizzi, Rogério: 98 Santos, Ricardo: 200 Scheid, Tiago: 35 Schepke, Claudio: 208 Schmitz, Eber: 153 Schnorr, Lucas Mello: 35, 137 Silva, Ulisses: 161 Soares, Rosane: 129 Souza, Alberto de: 66, 82 Souza, Samir: 216 Stein, Benhur: 137, 212 Travieso, Gonzalo: 42 Valli, Andrea: 113 Vianna, Bruno: 19 Vital, Paulo: 200

WSCAD2004 27 a 29 de Outubro

Foz do Iguaçu, PR, Brasil

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