Exemplo de Arquitetura: Cliente/Servidor com Mestre e Escravos. Interface em IDL. Dynamic Invocation Interface. Exemplo invocação DII em Java

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Valdomiro Mangueira Costa
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1 Exemplo de Arquitetura: Cliente/Servidor com Mestre e s Arquitetura Mestre- Speed-up / Cliente Mestre Prof João Paulo A Almeida (jpalmeida@infufesbr) Cliente 2009/01 - INF02799 Com alguns slides de Parallel Programming Techniques & Applications Using Networked Workstations & Parallel Computers 2nd ed, B Wilkinson & M Allen, Cliente Mestre NameService Interface em IDL module soma { typedef sequence <double> doubles; interface Somador { double soma(in doubles vetor); }; }; Dynamic Invocation Interface Cria-se requisição (Request) Requesthtml Adiciona-se parâmetros (add_in_arg, add_out_arg) e tipo de retorno (set_return_type) Operações: Invoca sem bloquear (send_deferred) Checa se resposta já foi obtida sem bloquear (poll_response) Com essa opção é possível fazer um busy wait Obtém resposta bloqueando (get_response) Invoca bloqueando (invoke) Exemplo invocação DII em Java // prepara requisição Request request = slave_request( "soma" ); // especifica tipo de retorno requestset_return_type( ORBinit()get_primitive_tc(TCKindfrom_int( TCKind_tk_double))); // adiciona argumento na requisição Any any_vetor_entrada = requestadd_in_arg(); // dá valor ao argumento jpalmeidadoubleshelperinsert(any_vetor_entrada, subvetor ); // faz invocação sem bloquear requestsend_deferred(); 1

sequence <double> doubles; interface Somador { double soma(in doubles vetor); }; }; Dynamic Invocation Interface Cria-se requisição (Request) http://javasuncom/j2se/142/docs/api/org/omg/corba/

2 Exemplo invocação DII em Java for(i = 0; i < slavessize(); i++){ request[i]get_response(); result = request[i]return_value(); results[i] = resultextract_double(); } Speed-up p = número de processos n = tamanho do problema (eg, número de elementos do vetor) for(i = 0; i < slavessize(); i++) soma += results[i]; Fator de speed-up S(p) = Tempo de execução usando um processador / Tempo de execução usando p processadores = t s /t p Considerar melhor algoritmo sequencial para a tarefa Fator de speed-up Intuitivamente o speed-up máximo é o speedup linear (S(p)=p) Em que condições? f=0, ou seja é completamente paralelizável e consigamos dividir o trabalho entre os processadores igualmente Qual é o speed-up máximo possível? S(p)<p, temos speed-up sublinear S(p) 1, temos slow-down S(p)>p, temos speed-up superlinear 2

usando p processadores = t s /t p Considerar melhor algoritmo sequencial para a tarefa Fator de speed-up Intuitivamente o speed-up máximo é o speedup linear (S(p)=p) Em que condições?

3 Fator de Speed-up S(p) Eficiência Speed-up máximo com f<>0 E se f 0 Qual é o speed-up máximo possível? Mesmo com número infinito de processadores, speed-up máximo é limitado a 1/f Se apenas 5% da computação for serial, speed-up máximo é 20, independente do número de processadores Escalabilidade Eficiência, E(p)=S(p)/p S(p), f=0% S(p), f=5% S(p), f=10% S(p), f=20% S(p), f=50% E(p), f=0% E(p), f=5% E(p), f=10% E(p), f=20% E(p), f=50% Número de processadores, p Número de processadores, p Variações E se a carga dos escravos não for a mesma? E se as características dos processadores forem diferentes? E se não conseguirmos prever o tamanho do problema? 3

Escalabilidade Eficiência, E(p)=S(p)/p 50 45 40 12 1 35 30 25 20 15 10 5 S(p), f=0% S(p), f=5% S(p), f=10% S(p), f=20% S(p), f=50% 08 06 04 02 E(p), f=0% E(p), f=5% E(p), f=10% E(p),

4 Variações E se houver falhas durante a computação? Trabalho de implementação: Parte 1 Implementar a arquitetura mestre/escravo como apresentada para realizar um merge sort paralelo O programa cliente deve gerar vetores aleatórios (de inteiros), de vários tamanhos Use o serviço de nomes para registrar e achar o mestre Pode ser testado inicialmente em uma única máquina (Claro, vários escravos) e6/merge_sort_algorithm_diagramsvg Mergesort 4

programa cliente deve gerar vetores aleatórios (de inteiros), de vários tamanhos Use o serviço de nomes para registrar e achar o mestre

5 Mergesort Implementação serial Nos escravos use qualquer implementação serial de bom desempenho Compare sua solução (p/ obter o speed-up) considerando esta solução serial de bom desempenho : Análise do MergeSort Parte 2: Faça uma análise do tempo de resposta observado pelo cliente Crie gráficos para esta análise, usando: Diferentes tamanhos de vetor na faixa [110 6 ] (tempo de resposta x tamanho do vetor) 2, 3 e 4 processadores em máquinas diferentes (tempo de resposta x tamanho do vetor) no caso sequencial Com 2 processadores Com 3 processadores Com 4 processadores Quanto mais melhor! Speed-up comparativo (diferentes tamanhos de vetor e número de processadores) Documente: tipo de máquinas usadas, sistema operacional, memória disponível, configuração de rede Se necessário, use o laboratório de graduação Estime o overhead de comunicação Parte 3: Adicionando robustez Mestre deve remover escravos da lista quando invocação gerar exceção Opção nos escravos para sair, com operação para remoção no mestre 5

do vetor) 2, 3 e 4 processadores em máquinas diferentes (tempo de resposta x tamanho do vetor) no caso sequencial Com 2 processadores Com 3 processadores Com 4 processadores Quanto mais melhor!

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