Προσομοίωση ψηφιακών συστημάτων: Αλγόριθμοι δυναμικής αναδιανομής δεδομένων σε σύστημα παράλληλων επεξεργαστών

Abstract

Πολλές υπολογιστικές εφαρμογές αποτελούνται από διάφορα στάδια υπολογισμών. Σε κάθε φάση εκτέλεσης μιας εφαρμογής η διανομή των δεδομένων πρέπει να είναι τέτοια ώστε να ικανοποιούνται οι ανάγκες της εφαρμογής. Αν αυτό δεν ισχύει, απαιτείται δυναμική αναδιανομή δεδομένων, δηλαδή αναδιανομή κατά την διάρκεια εκτέλεσης του προγράμματος. Στόχος της διατριβής είναι η ανάπτυξη αλγορίθμων τέτοιων ώστε η αναδιανομή να γίνει όσο δυνατόν πιο γρήγορα. Οι 2 τεχνικές που αναπτύχθηκαν είναι οι εξής: 1.Αλγόριθμος RCI: βασίζεται σε μετασχηματισμούς στις στήλες ενός πίνακα ο οποίος αναπαριστά το δίκτυο επεξεργαστών. Εφαρμόζεται για μηνύματα σταθερού μήκους. 2. Αλγόριθμος RPIPE: αντιστοιχεί ένα πλήθος μηνυμάτων σε διεργασίες διασωλήνωσης που εκτελούνται ταυτόχρονα, μειώνοντας το κόστος της αναδιανομής. Για μηνύματα μεταβλητά σε μήκος. Τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την προσομοίωση των αλγορίθμων είναι τα εξής: 1.Μείωση κόστους αναδιανομής ειδικά για μικρότερα μεγέθη μηνυμάτων, 2. Ανεξαρτησία από αρχιτεκτονική.

Many computing applications are composed of several stages of computation as the program proceeds from one stage to another, different distribution of data may be required. If the distribution of data is improper for a stage, dynamic data redistribution, that is, distribution during runtime is necessary. The scope of this dissertation is to implement techniques for reducing the overall time of redistribution. The two techniques developed were: 1. RCI algorithm. It is based on row transformations of a table that represents the processor grid. It offers optimal solution for constant in length messages. 2.RPIPE algorithm: a selected group of messages is included in various pipeline tasks executed simultaneously, thus reducing the total redistribution time. For variable message lengths. The results of various simulations showed: 1. The algorithms implemented reduce the total cost of redistribution, especially for small messages. 2. The techniques are implemented in any architecture.