Paralelização automática de algoritmos matriciais

Tese de dout., Engenharia Electrónica e Computação, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2003

A introdução de arquitecturas de processamento paralelo permitiu que o tempo de processamento de um algoritmo possa ser reduzido dividindo o esforço computacional por mais do que um processador. Todavia para se tirar partido destas arquitecturas, devido à falta de ferramentas apropriadas, o projectista despende uma considerável quantidade de tempo na paralelização do algoritmo sequencial. Outro problema normalmente encontrado, no modelo de programação paralelo, relaciona-se com o facto de a paralelização destes algoritmos ser altamente dependente da arquitectura objecto. Assim, a portabilidade e adaptabilidade destas aplicações são tarefas consumidoras de tempo de desenvolvimento. Pelas razões apontadas, o tempo de implementação de um algoritmo paralelo é muito superior ao tempo de implementação sequencial do mesmo algoritmo. Tais condições constituíram a motivação para o trabalho desenvolvido nesta tese, o qual consiste num sistema de paralelização automático de algoritmos matriciais. Este sistema é visto como um conjunto de níveis de abstracção que gradualmente se afastam do modelo de processamento paralelo e se aproximam do modelo sequencial. No nível mais elevado basta uma descrição do algoritmo, numa linguagem sequencial, e um diagrama de blocos da rede de processadores, para que o sistema, automaticamente, gere o código paralelo para a rede objecto. Esta implementação, baseada em sucessivos níveis de abstracção, permite um elevado grau de portabilidade e flexibilidade do sistema, de modo que a introdução de novos processadores, com diferentes especificações de computação e comunicação, ou de operações matriciais não incluídas na biblioteca matricial que acompanha o sistema, seja uma tarefa facilitada. Finalmente é estudada a paralelização automática de dois algoritmos, de modo a demonstrar o modelo de programação proposto bem como o desempenho dos algoritmos paralelos automaticamente gerados.

Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT)