LAHPC LABORATORY OF ARCHITECTURE AND HIGH PERFORMANCE COMPUTING

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1 LAHPC LABORATORY OF ARCHITECTURE AND HIGH PERFORMANCE COMPUTING Members: Liria Matsumoto Sato Edson Toshimi Midorikawa Mário Donato Marino Contact: Liria Matsumoto Sato, phone: (11) Research Directory at CNPq: sq= Department of Computer and Digital Systems Engineering: About the Group: High performance Computing is being largely applied to improve the performance of applications in several areas, such as Physics, Volumetric Visualizations in real time and Genetics. Following this idea, the Laboratory of Architecture and High Performance Computing have developed tools focused on the implementation of applications for parallel machines, clusters with nodes of mono and multiprocessors. In addition, researching on Grids and applications began to be studied recently. Another aspect of researching is on memory systems, resource management of operating systems and virtual machines, as well as the analysis and performance prediction of parallel applications. The last aspect of studying is concentrated on the design and evaluation of parallel and distributed architectures, specially on chip-multiprocessors (multi-core) organizations, high performance cache and memory systems. Some of these research points were initiated in two projects which are financed by FINEP/RECOPE: Distributed Operating Systems used as development tools; Programming for Heterogeneous Distributed Systems and Environments Nowadays, we have been working on projects on Computational Grids and applications and high performance systems. LAHPC main mission: foment the human behavior, specially for graduate and undergraduate students, as well as the developing of researching through projects of tools for applications which demand high performance, performance prediction and parallel and distributed architectures. Keywords: High Performance Computing, Computer Architectures, Operating Systems, Grid Computing, Parallel and Distributed Data Base, Parallel Programming. Impact of the group s work The LAHPC is developing projects in relevant applications based on high performance computational platforms adopting distributed and parallel technologies.

2 LAHPC members has presented your research works in computer architecture and high performance computing systems conferences. The Group contributed in high performance computer technologies dissemination when participating and organizing conferences in this area. Performance metrics Journals 4 3 Books Book Chapters Patents Mentoring 2 2 Other publications Research Projects: 1.1. Title Prototypying of a shared based decision for Aeronautics infrastructure over parallel and distributed data bases. Coordinator: Liria Matsumoto Sato Collaborators (PCS/EPUSP): Edson Toshimi Midorikawa João Batista Camargo Jr. Paulo Sergio Cugnasca Jorge de Almeida Rady Other Universities: Helio Crestana Guardia, UFSCar Celso Hirata: ITA Keywords: Parallel and distributed databases, parallel processing, high performance computing. Funding : RNP / FINEP R$ , Title Data Mining using not used resources in clusters. Coordinator: Hermes Senger (UNISANTOS) EPUSP Local Coordinator: Liria Matsumoto Sato Collaborators: Edson Toshimi Midorikawa (PCS/EPUSP), Eduardo R. Hruschka I(UNISANTOS) and Fabrício A.B. Silva (UNISANTOS). Keywords: Distributed and Parallel Databases, Java language. Funding: CT-INFO: CNPq Title Programming Systems for Distributed Environments Coordinator: Liria Matsumoto Sato (PCS/EPUSP) Collaborators (PCS/EPUSP): Edson Toshimi Midorikawa, Mario Donato Marino. Keywords: parallel processing, computer cluster. Fomentos: FINEP - US$89 060, Title Distributed Operating Systems used as development tools. Coordinator: Liria Matsumoto Sato Collaborators(PCS/EPUSP): Edson Toshimi Midorikawa Mario Donato Marino Keywords: high performance, parallel and distributed computing Funding: FINEP - R$84 882, Title Chips Multiprocessors Coordenador: Mario Donato Marino Collaborator: Filipe Montefusco Scoton

3 Funding: Fapesp R$ 8.750,00 Keywords: chips multiprocessors, chips multicore Title Heterogeneous Architectures Coordinator: Mario Donato Marino Funding: USP Regents: R$ ,00 Keywords: chips multiprocessors, chips multicore. 2. Publications 2.1 Journals (last five years) SENGER, H. ; HRUSCHKA, Eduardo R. ; SILVA, Fabrício A.b. ; SATO, L. M. ; BIANCHINI, Calebe de Paula ; JEROSCH, B. F.. Exploiting Idle Cycles to Execute Data Mining Applications on Clusters of PCs. Journal of Systems and Software, Holanda, v. 80, p , LAINE, J.M.; MIDORIKAWA, E.T.. Using Analytical Models to Load Balancing in a Heterogeneous Network of Computers. Lecture Notes in Computer Science, Berlin, v.4671, p de PAULA, N.C.; CRAVEIRO, G.S.; SATO, L.M. Data Transfer in Advance on Cluster. Lecture Notes in Computer Science, Berlin, v.4671, p MASSETTO, F. I. ; GOMES, A.M.; SATO, L. M. HyMPI - A MPI Implementation for Heterogeneous High Performance Systems. Lecture Notes in Computer Science, Berlin, v. 3947, p , Lecture Notes on Computer Science, Berlin, v.4331, p.74-83, OLIVEIRA, I. R. ; CUGNASCA, P. S. ; LUBASCHESKI, Fábio Aparecidp Gamrra ; SATO, L. M. ; CORREA, M. A. ; CAMARGO JUNIOR, João Batista ; SIEWERDT, E.. A Logical Architecture for Decision-Making Support in Air Traffic Management. Journal of the Brazilian Air Transportation Research Society, v. 2, p , CARVALHO, F. S. ; SATO, L. M. ; OLIVEIRA, I. R. ; CUGNASCA, P. S. ; MAYEDA, L.. Air Traffic service management based on collaborative agents and passenger delay. Journal of the Brazilian Air Transportation Research Society, v. 2, p , MIDORIKAWA, E.T.; LAINE, J.M.; OLIVEIRA, H.M. PEMPIs: A New Methodology for Modeling and Prediction of MPI Programs Performance. International Journal of Parallel Programming, Volume 33, Number 5, October 2005, pp MARINO, M. D.. Evaluation of the Speedup of a Distributed Groundwater Simulator Dispersion System on a Dual-Processor Beowulf Network. In: ACTP;. (Org.). Parallel and Distributed Scientific and Engineering Computing: Practice and Experience. : Nova Science, SENGER, H.; HRUSCHKA, E.R.; SILVA, F.A.b.; SATO, L. M.; BIANCHINI, C.P.; ESPERIDIÃO, Marcelo D.. Inhambu: Data Mining Using Idle Cycles in Clusters of PCs. Lecture Notes in Computer Science, Heidelberg, v. 3222, p , MARINO, M. D.. Preliminary Proposal of a Complete Environment for Practical DSMs's Evaluation based on Benchmarks's Execution. In: ACTP. (Org.). Practical Applications of Parallel Computing. : ACTP - Nova Science, MARINO, M. D. L2-cache hierarchical organizations for multi-core architectures.

4 2.2 Other Publications (last five years) BRITO, M.; SATO, L.M. Extending OGSA-DAI possibilities with a JDBC Driver. In: The 2008 IEEE 11th International Conference on Computational Science and Engineering (CSE- 08), IEEE Computer Society Press, v.1, LAINE, J.M.; MIDORIKAWA, E.T. Efficient Strategies for Workload Distribution in Heterogeneous Computing Systems. In: The 2008 International Symposium on Scientific and Engineering Computing (SEC-08), IEEE Computer Society Press, v.1, OLIVEIRA, I.; CARVALHO, F.; CAMARGO JR., J.B.; SATO, L.M. Multi-Agent Tools for Air Traffic Management. In: Workshop on Advanced Computing for Critical Systems and Emergency Preparedness and Response (WCEMP-08), IEEE Computer Society Press, v.1, LAINE, J.M.; MIDORIKAWA, E.T. Analisando a Predição de Desempenho com os Modelos Analíticos Gerados pela Metodologia PEMPIs- Het. In: 9o Workshop em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD 2007), Gramado, Brasil, Outubro SBC, KERR JR., R.B.; MIDORIKAWA, E.T. Um Algoritmo de Reconfiguração da Associatividade em Memórias Cache. In: 9o Workshop em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD 2007), Gramado, Brasil, Outubro SBC, KERR JR., R.B.; MIDORIKAWA, E.T. Introdução da Computação Reconfigurável e o Uso de Ferramentas no Ensino de Arquitetura de Computadores. In: Workshop sobre Educação em Arquitetura de Computadores (WEAC 2007), Gramado, Brasil, Outubro SBC, URSHEI, F.; PELEGRINI, E.; SILVA, M. MIDORIKAWA, E.T.; CARVALHO, T. Análise Multiparamétrica do Overhead de Rede em Máquinas Virtuais. In: IV Workshop de Sistemas Operacionais (WSO'2007), Rio de Janeiro, Brasil, Julho de SBC, VILLA REAL, L.; MIDORIKAWA, E.T. Técnicas de Emulação de Operações de Ponto Flutuante em Sistemas Operacionais Modernos. In: IV Workshop de Sistemas Operacionais (WSO'2007), Rio de Janeiro, Brasil, Julho de SBC, MIDORIKAWA, E.T.; CASSETTARI, H.H.; PIANTOLA, R. Influência dos Parâmetros de Controle no Desempenho de Algoritmos Adaptativos de Substituição de Páginas. In: IV Workshop de Sistemas Operacionais (WSO'2007), Rio de Janeiro, Brasil, Julho de SBC, MARINO, M.D. 32-core CMP with multi-sliced L2: 2 and 4 cores sharing a L2 slice. In: The 18th International Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing, (SBAC-PAD'06), Ouro Preto, Brazil, October, IEEE Computer Society Press, MIDORIKAWA, E. T. ; CASSETTARI, H.H. New visual characterization graphs for memory system analysis and evaluation. In: III Workshop de Sistemas Operacionais, 2006, Campo Grande. Anais do 26 o Congresso da SBC, MATSUI, A. A. M. ; SATO, L. M.. Performance Data Interface: obtenção de informações de performance estendendo a implementação OGSI. In: VI Workshop em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD 2005), 2005, Rio de Janeiro. Anais. Rio de Janeiro, v. 1. p OLIVEIRA, I. R. ; SATO, L. M. ; SILVA, F.A.b. ; LUBASCHESKI, F.A.G. ; CAMARGO JUNIOR, J.B. ; CORREA, M. A. ; SIEWERDT, E.. Uma Arquitetura Lógica para Auxílio à Tomada de Decisão no Gerenciamento de Tráfego Aéreo. In: IV Simpósio de Transporte Aéreo (SITRAER), 2005, São José dos Campos. Anais. São José dos Campos, v. 1. p ALMEIDA JR, J.R. ; SATO, L. M. ;

5 CARVALHO, F. S. ; OLIVEIRA, I. R. ; CORREA, M. A.. Modelagem de Dados para Gerenciamento de Tráfego Aéreo. In: IV Simpósio de Transporte Aéreo (SITRAER), 2005, São José dos Campos. Anais, v. 1. p CASSETTARI, H.H. ; MIDORIKAWA, E. T.. Algoritmo de Substituição de Páginas 3P: Acrescentando Adaptatividade ao Clock. In: II Workshop de Sistemas Operacionais (WSO 2005), 2005, São Leopoldo. Anais do 25 o Congresso da SBC, CRAVEIRO, G.S. ; SATO, L.M.. CPAR-Cluster: A Runtime System for Heterogeneous Clusters with Mono and Multiprocessor. In: The International Workshop on Distributed Shared Memory on Clusters (DSM) in CCGrid2004-4th IEEE/ACM International Symposium on Cluster Computing and the Grid, 2004, Chicago. Proceedings, v. 1. p. -. TAKUNO, L.M. ; SATO, L. M. ; MIDORIKAWA, E.T. Aplicação de Processamento Paralelo no Problema de Reconhecimento de Genes. In: CACIC Workshop de Procesamiento Distribuido y Paralelo, 2004, Buenos Aires. Anales. v. 1. p MIDORIKAWA, E. T. ; OLIVEIRA, H. M. ; LAINE, J. M.. PEMPIs: a new methodology for modeling and prediction of MPI programs performance. In: The 16th Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing (SBAC-PAD 2004), 2004, Foz do Iguaçu, PR. Proceedings. Washington : IEEE Computer Society, v. 1. p CASSETTARI, H.H. ; MIDORIKAWA, E.T.. Caracterização de Cargas de Trabalho em Estudos sobre Gerência de Memória Virtual. In: 24o Congresso da SBC - III WPerformance, 2004, Salvador, BA. Anais do SBC 2004, v. 1. CASSETTARI, H.H. ; MIDORIKAWA, E. T.. Algoritmo Adaptativo de Substituição de Páginas LRU-WAR: Exploração do Modelo LRU com Detecção de Acessos Seqüenciais. In: 24o Congresso da SBC - I WSO, 2004, Salvador, BA. Anais do SBC 2004, v. 1. p SENGER, H. ; SATO, L. M.. Load Distribution for Heterogeneous and Non-Dedicated Clusters Based on Dynamic Monitoring and Differentiated Services. In: The 5th IEEE International Conference on Cluster Computing, 2003, Tsim Sha Tsui. Proceedings of the 5th IEEE International Conference on Cluster Computing. Alamitos : IEEE Computer Society Press, v. 1. GOMES, A.M. ; BIANCHINI, C.P.; MASSETO, F.; OLIVEIRA, H.M.; LAINE, J.M.; SAIFI, M.M.E. ; MIDORIKAWA, E. T. ; SATO, L. M.. Análise de Desempenho de Ambiente de Software para Clusters HPC. In: IV Workshop em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (WSCAD 2003), 2003, São Paulo. Anais, v. 1. p LAINE, J. M. ; MIDORIKAWA, E. T. ; OLIVEIRA, H. M.. Modelling repetition structures in MPI programs using a new graphical model. In: The 2003 International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications (PDPTA'2003), 2003, Las Vegas, USA. Proceedings, OLIVEIRA, H. M. ; LAINE, J. M. ; MIDORIKAWA, E. T. ; SATO, L.M. ; LI, K.C. ; GAUDIOT, J. L. Modeling and Predicting Pointto-point Communications of MPI Parallel Programs in NOW Environments. In: The 2003 The International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications (PDPTA'2003), Las Vegas, USA. Proceedings, 2003 GASTALDO, D. L. ; MIDORIKAWA, E. T.. Avaliação e Melhoria do Processo de Gestão de Requisitos para Projetos de Software de Controle de Tráfego: Um Estudo de Caso. In: V Simpósio Internacional de Melhoria de Processo de Software, 2003, Recife, PE. Anais do SIMPROS 2003, Novembro de 2003.

6 GASTALDO, D. L. ; MIDORIKAWA, E. T.. Processo de Engenharia de Requisitos Aplicado a Requisitos Não-Funcionais de Desempenho - Um Estudo. In: VI Workshop em Engenharia de Requisitos, 2003, Piracicaba, SP. Anais do WER 2003, Novembro de OLIVEIRA, H. M. ; LAINE, J. M. ; MIDORIKAWA, E. T.. Algumas Contribuições para a Modelagem de Programas Paralelos MPI. In: II Workshop de Desempenho de Sistemas Computacionais e de Comunicação (Wperformance 2003), 2003, Campinas, SP. Anais do 23o Congresso da SBC, PHD Thesis Francisco Isidro Massetto. Hybrid MPI - Uma Implementação MPI para Ambientes Distribuídos Híbridos Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo,. Orientador: Liria Matsumoto Sato. Cao Ji Kan. Um mecanismo de consistência scope de variáveis comartilhadas aplicando um protocolo home-based Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo. Orientador: Liria Matsumoto Sato. Gisele da Silva Craveiro. Um ambiente para programação paralela com variáveis compartilhadas em sistemas distribuídos heterogêneos Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo. Orientador: Liria Matsumoto Sato. 2.4 MSc Dissertation Waldemar Ruggiero Junior. Data warehouse utilizando processamento paralelo Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo. Orientador: Liria Matsumoto Sato. Aurélio Akira Mello Matsui. Um ambiente de desenvolvimento e execução de aplicações grid escritas totalmente em Java Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo. Orientador: Liria Matsumoto Sato. Mohammad Maamoun El Saifi. PMPI: uma implementação MPI multi-plataforma, multilinguagem Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo. Orientador: Edson Toshimi Midorikawa. Leonardo Massayuki Takuno. Processamento Paralelo aplicado ao problema de reconhecimento de genes f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo. Orientador: Liria Matsumoto Sato. Augusto Mendes Gomes Junior. Um ambiente de execução para um sistema de memória compartilhada distribuída utilizando plataforma windows Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. Orientador: Liria Matsumoto Sato. Fabio Aparecido Gamarra Lubacheski. Uma infra-estrutura para banco de dados baseada em arquivos paralelos e distribuídos Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo,. Orientador: Liria Matsumoto Sato. Hugo Henrique Cassettari. Análise da localidade de programas e desenvolvimento de algoritmos adaptativos para substituição de páginas Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. Orientador: Edson Toshimi Midorikawa André Evandro Lourenço. Ensino de arquitetura de computadores usando simuladores completos Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo. Orientador: Edson Toshimi Midorikawa. Denise Lazzeri Gastaldo. PERE: Um processo de engenharia de requisitos aplicado a requisitos nãofuncionais de desempenho Dissertação

7 (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo. Orientador: Edson Toshimi Midorikawa. Nicolas Kassalias. Uma metodologia de análise e otimização de desempenho de aplicações paralelas MPI Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo. Orientador: Edson Toshimi Midorikawa. Hélio Marci de Oliveira. Modelagem e predição de desempenho de primitivas de comunicação MPI Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. Orientador: Edson Toshimi Midorikawa. Jean Marcos Laine. Desenvolvimento de modelos para predição de desempenho de programas paralelos MPI Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. Orientador: Edson Toshimi Midorikawa.