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Minicursos
Abaixo estão listados os minicursos do WSCAD 2007, de acordo com a ordem na programação do WSCAD.
Confira aqui a hora e o local das apresentações.
Minicurso #1:
Sistemas Computacionais Não Convencionais: Modelos de Computação,
Arquitetura, Programação e Implementação
por Carlos Augusto Paiva
Martins (PUC Minas Gerais)
Resumo: Os sistemas computacionais não convencionais, também denominados não clássicos, não padrões ou não tradicionais, têm se destacado nos últimos anos como interessantes e promissoras propostas de sistemas computacionais. Estas denominações estão associadas com a utilização de características de arquitetura e ou de implementação diferentes das utilizadas nos sistemas computacionais considerados e denominados clássicos, convencionais, padrões ou tradicionais. Os principais objetivos desse minicurso são apresentar, discutir e difundir os principais tópicos teóricos e práticos relacionados com os sistemas computacionais não convencionais, considerando de modo isolado e integrado as características das arquiteturas e das implementações físicas, e principalmente motivar futuros estudos e pesquisas relacionadas com estes sistemas computacionais. Neste minicurso serão apresentados os seguintes tópicos: i) contexto dos sistemas computacionais denominados não convencionais, indicando e analisando os principais problemas motivadores e metas das diversas propostas e desenvolvimentos destes sistemas; ii) principais conceitos e definições desses sistemas, considerando suas principais semelhanças e diferenças em relação aos sistemas computacionais convencionais; iii) principais modelos de computação denominados não convencionais, destacando os modelos inspirados na natureza, biologia, física, mecânica e química. As inspirações podem ser no comportamento, no funcionamento, na arquitetura, na implementação e ou nos princípios físicos. Entre os modelos que serão analisados destacam-se os evolutivos, genéticos, moleculares, neurais, ópticos e quânticos; iv) arquiteturas sistêmicas não convencionais fundamentadas em modelos de computação não convencionais, analisando as principais características e atributos arquiteturais para a implementação real destes modelos de computação. Entre as diversas arquiteturas não convencionais, destacam-se as que utilizam conceitos e características de reconfiguração e também de evolução dinâmica no tempo, como meio de adaptação às variações nas cargas de trabalhos e ou nos requisitos das mesmas; v) exemplos de sistemas computacionais não convencionais acadêmicos ou comerciais. Entre os exemplos existem sistemas computacionais com modelos de computação inspirados na natureza, modelos arquiteturais inspirados na biologia e com implementações físicas inspiradas na natureza e também na biologia. vi) na conclusão do minicurso, apresentam-se análises das principais perspectivas, tendências e desafios de curto, médio e longo prazos relacionados com os sistemas computacionais não convencionais e também algumas sugestões de projetos de estudo e de pesquisa relacionados aos tópicos do minicurso.
Minicurso #2:
Memórias Transacionais: Uma Nova Alternativa
para Programação
Concorrente
por Sandro Rigo (IC-UNICAMP), Paulo Centoducatte (IC-UNICAMP),
Alexandro Baldassin (IC-UNICAMP)
Resumo: Devido principalmente a problemas de dissipação de potência o projeto de processadores multicore tem sido a tendência corrente, em detrimento do aumento da freqüência, para alcançar aumento de desempenho. Como conseqüência direta dessa nova abordagem o software deve ser paralelizado, o que nos impõe novos desafios no desenvolvimento de mecanismos para programação concorrente, uma vez que exclusão mútua restringe o nível de paralelismo possível em processadores multicore. Neste minicurso apresentaremos e discutiremos um novo mecanismo para execução concorrente que tem sido denominado Memoria Transacional e que se propõe a ser mais fácil de programar e a proporcionar maior nível de paralelismo do que exclusão mútua. Discutiremos algumas propostas de implementação baseadas tanto em hardware (HTM) como software (STM) e características desejáveis a um modelo de programação.
Minicurso #3:
Aspectos de Programação Paralela
em arquiteturas NUMA
por Alexandre Carissimi (UFRGS), Fabrice Dupros (BRGM, França), Jean-François Méhaut (LIG, França), Rafael Vanoni Polanczyk (UFRGS)
Resumo: Os últimos anos têm sido marcados por avanços científicos nas mais diversas áreas do conhecimento humano os quais exigem, cada vez mais, um maior poder computacional. No decorrer desses anos, várias soluções foram adotadas para suprir essa demanda e os multiprocessadores de memória compartilhada são uma delas. Os multiprocessadores atuais são caracterizados por terem um acesso não uniforme a memória quanto à latência e a banda passante, devido ao número de processadores que possuem e a forma como são estruturados. Por isso, essas máquinas são denominadas NUMA (non-uniform memory acess). Tipicamente, nessa classe de máquinas, o paradigma de programação mais adequado é o multithreading. Para se obter um melhor desempenho da aplicação é importante que as threads (ou processos) executem em processadores que minimizem o tempo de acesso à memória. Portanto, cabe ao sistema operacional considerar os aspecto latência e banda passante da memória em suas decisões de escalonamento e alocação de memória. No entanto, é comum as aplicações paralelas apresentarem tarefas com um grau de dependência de conhecimento do próprio programador e que dificilmente seriam consideradas pelo sistema operacional de forma automática. Por isso, normalmente, os sistemas operacionais para máquinas NUMA provêm aos usuários interfaces de programação para que permitem que esses auxiliem e influenciem nas decisões de escalonamento e de alocação de memória.
O objetivo deste minicurso é familiarizar o participante quanto à influência do escalonamento e da alocação de memória no desempenho de aplicações paralelas em arquiteturas NUMA. Isso se traduz pelo conceito de afinidade, onde é importante manter os dados próximos à memória (cache ou memória local) de onde a thread executa. Para atingir o objetivo proposto, inicialmente faz-se uma revisão das diferentes arquiteturas paralelas existentes e seus paradigmas de programação. Na seqüência, discute-se noções de gerência de memória em sistemas Unix e os conceitos de falso compartilhamento e first- touch. Para ilustrar como os sistemas operacionais consideram os aspectos latência e banda passante em memória, são apresentados os sistemas operacionais Linux e OpenSolaris e como eles oferecem suporte a programação em máquinas NUMA. Por fim, para demonstrar na prática, quão importante é considerar esses fatores no desenvolvimento de aplicações paralelas, discute-se os resultados preliminares obtidos por uma aplicação da área de geociência (simulação sísmica), implementada em MPI, com suporte a memória compartilhada e executada em uma máquina NUMA.
Minicurso #4:
Programando Multicore com IBM full-System
Simulator - Cell Broadband
Engine
por Jussara Kofuji (USP), Leonardo Garcia (IBM Brasil), Sergio
Takeo (USP), Roberto Hiramatsu (USP)
Resumo: Este minicurso pretende apresentar novos conceitos de programação de uma arquitetura heterogenea chamada "Cell Broadband Engine", desenvolvida pelo consórcio Sony, Toshiba, IBM. Atualmente esta arquitetura está presente no PlayStation 3 e na IBM Blade Cell QS20, utilizada para resolver problemas que demandam uma computação de alto desempenho. As arquiteturas multicore, em geral, estão impulsionando o desenvolvimento de aplicações de alto desempenho que utilizam técnicas de programação que exploram o paralelismo de hardware e software. O minicurso visa apresentar a arquitetura Cell BE, introduzir o uso do Simulador para plataforma Cell, apresentando o ambiente de desenvolvimento provido pelo Cell SDK 2.1 e o IDE baseado em Eclipse para o Cell SDK. Faremos uma introdução sobre o uso do IDE: criação de projetos, debug e profile de aplicações com o Cell System Simulator e otimização de código usando-se os mecanismos de comunicação entre processadores providos pela arquitetura Cell Broadband Engine.
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