Algoritmos paralelos eficientes para alguns problemas de processamento de Cadeia de Caracteres Alunos: Diego Alencar dos Santos Melo Felipe Formagini Brant.

Apresentação em tema: "Algoritmos paralelos eficientes para alguns problemas de processamento de Cadeia de Caracteres Alunos: Diego Alencar dos Santos Melo Felipe Formagini Brant."— Transcrição da apresentação:

1 Algoritmos paralelos eficientes para alguns problemas de processamento de Cadeia de Caracteres Alunos: Diego Alencar dos Santos Melo Felipe Formagini Brant Leonardo Gomes de Oliveira

2 Conteúdo Processamento Paralelo Arquiteturas de Computadores Paralelos Paradigmas de Programação Conclusões

3 O que é Processamento Paralelo? Execução simultânea (concorrente) de vários programas, em diferentes processadores, visando a solução de um único problema

4 Por que Usar Programação Paralela? Algumas classes de problemas: Grandes demais para máquinas seqüenciais – tempo de execução muito longo Os resultados somente são úteis se obtidos dentro de um limite máximo de tempo

5 Vantagens da Computação Paralela Computação mais rápida Melhor relação custo/benefício Escalabilidade: o desempenho de um programa melhora se ele for executado em mais processadores

6 Validação dos Resultados fornecidos pela Computação Paralela Resultados obtidos devem ser os mesmos: a cada execução do código paralelo quando comparados com aqueles obtidos na versão seqüencial do programa

7 Por que preciso Programar em Paralelo? Não existem ferramentas de auxílio ao desenvolvimento de programas paralelos que identifiquem automaticamente o paralelismo de aplicações genéricas gerem código eficiente para as mesmas

8 Por que preciso Programar em Paralelo? (II) A programação paralela pode ser dividida em duas etapas Encontrar o paralelismo Explorar o paralelismo

9 Determinando Paralelismo É a parte mais difícil Uma dica: como você faria para distribuir sua aplicação entre vários trabalhadores? A sutileza do que você procura é a razão pela qual o compilador não pode fazer a paralelização por você!

10 Explorando Paralelismo Para explorar o paralelismo, deve-se distribuir a carga computacional entre os diferentes processadores A melhor forma de se fazer isso depende da natureza da aplicação e da arquitetura do computador paralelo usado: mapeamento => eficiência

11 Forma de um Programa Paralelo Inicialização Tarefa 1 Tarefa 2 Tarefa 3 Divisão das Tarefas Coleta Fim

12 Rodada de Computação/Comunicação

13 Controle Explícito do Paralelismo O programador decompõe o problema em tarefas independentes: Decomposição de dados Decomposição de controle O programador codifica explicitamente o controle entre os processos

14 Decomposição de Dados Os dados do problema são particionados entre os diferentes processadores Cada processador executa basicamente o mesmo código, só que sobre dados diferentes

15 Exemplos de Decomposição de Dados Cálculo da área sob uma curva Tarefas independentes!

16 Vantagens da Decomposição de Dados Pode-se dividir o domínio de forma a que todos os processadores realizem a mesma quantidade de computação Muitos problemas exigem comunicação entre as tarefas somente nas fronteiras dos subdomínios de dados

17 Sincronismo e Comunicação Processos devem cooperar entre si Troca de dados deve ser feita na ordem correta Sincronismo é necessário!

18 Medindo o Desempenho do Programa Paralelo Quando se desenvolve uma aplicação paralela, é útil sabermos o quanto seu desempenho se aproxima do ótimo Essa valor teórico é função: da fração seqüencial f do código do nº de processadores, n

19 Medindo o Desempenho do Programa Paralelo (II) A diferença entre o valor ideal e o valor obtido na prática aumenta com o aumento do nº de processadores Para todo programa paralelo, há um valor de n acima do qual não compensa ir

20 Medindo o Desempenho do Programa Paralelo (III) No mundo real, o overhead causado pela comunicação entre processadores chega até a reduzir o speedup após certos valores de n Speedup: Quantas vezes o código paralelo fica mais rápido (que sua versão seqüencial) com o nº de processadores utilizados

21 Exemplo Localizar a sequência que possui soma máxima.

22 Exemplo Divide as tarefas para os n processadores, de forma que apenas o último poderá conter um número diferente dos demais.

23 Exemplo 3

24 3 15 12

25 Conclusões Computação paralela é a forma mais acessível de se resolver problemas que exigem muita computação Está se difundindo cada vez mais pela queda no custo dos componentes eletrônicos