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Exploração de Paralelismonos Paradigma de Software

Porto Alegre, outubro de 2001

por

Jorge Luis Victória Barbosa

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Sumário

1 – Paradigmas de Software2 – Modelos para exploração do paralelismo3 – Paralelismo Implícito e Explícito4 – Paralelismo nos paradigmas de software5 – Multiparadigma6 – Holoparadigma7 – Conclusões

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1 – Paradigmas de Software

4

1 – Paradigmas de Software

Realidade

5

1 – Paradigmas de Software

Realidade

Domínio

6

1 – Paradigmas de Software

Realidade

Domínio

ModeloComputacional

Modelagem

7

1 – Paradigmas de Software

Realidade

Domínio

ModeloComputacional

ModelagemGap Semântico

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1 – Paradigmas de Software

Realidade

Domínio

ModeloComputacional

ModelagemGap Semântico

• Paradigma Convencional• Paradigma em Lógica• Paradigma Funcional• Paradigma Orientado a Objetos• Paradigma Orientado a Agentes

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Propriedades Ideais (Skillicorn e Talia, 1998)

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Propriedades Ideais (Skillicorn e Talia, 1998)

1) Facilidade de programação

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Propriedades Ideais (Skillicorn e Talia, 1998)

1) Facilidade de programação- Decomposição- Mapeamento- Comunicação- Sincronização

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Propriedades Ideais (Skillicorn e Talia, 1998)

1) Facilidade de programação- Decomposição- Mapeamento- Comunicação- Sincronização

2) Suporte à metodologia para desenvolvimento de software

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Propriedades Ideais (Skillicorn e Talia, 1998)

1) Facilidade de programação- Decomposição- Mapeamento- Comunicação- Sincronização

2) Suporte à metodologia para desenvolvimento de software3) Independência da arquitetura

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Propriedades Ideais (Skillicorn e Talia, 1998)

1) Facilidade de programação- Decomposição- Mapeamento- Comunicação- Sincronização

2) Suporte à metodologia para desenvolvimento de software3) Independência da arquitetura4) Facilidade de compreensão

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Propriedades Ideais (Skillicorn e Talia, 1998)

1) Facilidade de programação- Decomposição- Mapeamento- Comunicação- Sincronização

2) Suporte à metodologia para desenvolvimento de software3) Independência da arquitetura4) Facilidade de compreensão5) Garantia de desempenho

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Propriedades Ideais (Skillicorn e Talia, 1998)

1) Facilidade de programação- Decomposição- Mapeamento- Comunicação- Sincronização

2) Suporte à metodologia para desenvolvimento de software3) Independência da arquitetura4) Facilidade de compreensão5) Garantia de desempenho6) Medidas de custo

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Classificação baseada em níveis de abstração

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Classificação baseada em níveis de abstração

1) Abstração completa do paralelismo- Opera

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Classificação baseada em níveis de abstração

1) Abstração completa do paralelismo- Opera

2) Paralelismo explícito, mas decomposição implícita- Concurrent Prolog

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Classificação baseada em níveis de abstração

1) Abstração completa do paralelismo- Opera

2) Paralelismo explícito, mas decomposição implícita- Concurrent Prolog

3) Paralelismo e decomposição explícitos, mas mapeamento, comunicação e sincronização são implícitas

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Classificação baseada em níveis de abstração

1) Abstração completa do paralelismo- Opera

2) Paralelismo explícito, mas decomposição implícita- Concurrent Prolog

3) Paralelismo e decomposição explícitos, mas mapeamento, comunicação e sincronização são implícitas

4) Paralelismo, decomposição e mapeamento explícitos, mascomunicação e sincronização implícitos

- Linda e Compositional C++

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Classificação baseada em níveis de abstração

1) Abstração completa do paralelismo- Opera

2) Paralelismo explícito, mas decomposição implícita- Concurrent Prolog

3) Paralelismo e decomposição explícitos, mas mapeamento, comunicação e sincronização são implícitas

4) Paralelismo, decomposição e mapeamento explícitos, mascomunicação e sincronização implícitos

- Linda e Compositional C++5) Paralelismo, decomposição, mapeamento, comunicação

explícitos, mas sincronização explícita- Atores, Emerald e Concurrent Smalltalk

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2 – Modelos para Exploração do Paralelismo

Classificação baseada em níveis de abstração

1) Abstração completa do paralelismo- Opera

2) Paralelismo explícito, mas decomposição implícita- Concurrent Prolog

3) Paralelismo e decomposição explícitos, mas mapeamento, comunicação e sincronização são implícitas

4) Paralelismo, decomposição e mapeamento explícitos, mascomunicação e sincronização implícitos

- Linda e Compositional C++5) Paralelismo, decomposição, mapeamento, comunicação

explícitos, mas sincronização explícita- Atores, Emerald e Concurrent Smalltalk

6) Tudo explícito- PVM, MPI, SR e Concurrent C

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3 – Paralelismo Explícito e Implícito

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3 – Paralelismo Explícito e Implícito Paralelismo Explícito: Detecção do paralelismo pelo usuário Paralelismo Implícito: Detecção automática do paralelismo

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3 – Paralelismo Explícito e Implícito Paralelismo Explícito: Detecção do paralelismo pelo usuário Paralelismo Implícito: Detecção automática do paralelismo

Paralelismo Explícito- Linguagem com mecanismos para controle do paralelismo- Usuário utiliza seu conhecimento empírico- Possível exploração inadequada- Paralelismo é difícil para seres humanos- Menor complexidade dos compiladores

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3 – Paralelismo Explícito e Implícito Paralelismo Explícito: Detecção do paralelismo pelo usuário Paralelismo Implícito: Detecção automática do paralelismo

Paralelismo Explícito- Linguagem com mecanismos para controle do paralelismo- Usuário utiliza seu conhecimento empírico- Possível exploração inadequada- Paralelismo é difícil para seres humanos- Menor complexidade dos compiladores

Paralelismo Implícito- Linguagem não contém mecanismos para controle do paralelismo- Usuário não se envolve- Aumenta a portabilidade- Aproveitamento dos programas já existentes

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4 – Paralelismo nos Paradigmas

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4 – Paralelismo nos Paradigmas Convencional

- Dependências de dados- Dependências de controle- Paralelismo explícito

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4 – Paralelismo nos Paradigmas Convencional

- Dependências de dados- Dependências de controle- Paralelismo explícito

Lógica- Paralelismo E- Paralelismo OU

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4 – Paralelismo nos Paradigmas Convencional

- Dependências de dados- Dependências de controle- Paralelismo explícito

Lógica- Paralelismo E- Paralelismo OU

Funcional- Resolução de funções

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4 – Paralelismo nos Paradigmas Convencional

- Dependências de dados- Dependências de controle- Paralelismo explícito

Lógica- Paralelismo E- Paralelismo OU

Funcional- Resolução de funções

Orientação a Objetos- Inter-objetos- Intra-objetos

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4 – Paralelismo nos Paradigmas

Semântica paralela nos paradigmas

Realidade

Domínio

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4 – Paralelismo nos Paradigmas

Semântica paralela nos paradigmas

Modelo em Lógica

Modelagem em Lógica: Paralelismo E e OU

Realidade

Domínio

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4 – Paralelismo nos Paradigmas

Semântica paralela nos paradigmas

Modelo em Lógica

Modelo Orientado a Objetos

Modelagem em Lógica: Paralelismo E e OU

Modelagem Orientada a Objetos:Paralelismo Intra e Inter Objetos

Realidade

Domínio

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4 – Paralelismo nos Paradigmas

Fontes de paralelismo na Realidade

Realidade

38

4 – Paralelismo nos Paradigmas

Fontes de paralelismo na Realidade

Realidade

Domínio

39

4 – Paralelismo nos Paradigmas

Fontes de paralelismo na Realidade

Realidade

Domínio Fontes deParalelismo

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4 – Paralelismo nos Paradigmas

Fontes de paralelismo na Realidade

Realidade

Domínio

Modelagem Subliminar do paralelismo

Fontes deParalelismo

ModeloComputacional

41

4 – Paralelismo nos Paradigmas

Fontes de paralelismo na Realidade

Realidade

Domínio

ModeloComputacional

Modelagem Subliminar do paralelismo

Fontes deParalelismo

Paralelismo Implícito

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4 – Paralelismo nos Paradigmas

Fontes de paralelismo na Realidade

Realidade

Domínio

ModeloComputacional

Modelagem Subliminar do paralelismo

Execução Paralela

Exploração automática do paralelismo

Fontes deParalelismo

Paralelismo Implícito

43

4 – Paralelismo nos Paradigmas

Fontes de paralelismo na Realidade

Realidade

Domínio

ModeloComputacional

Modelagem Subliminar do paralelismo

Execução Paralela

Exploração automática do paralelismo

Semântica Paralela

Fontes deParalelismo

Paralelismo Implícito

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5 – Multiparadigma

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5 - Multiparadigma

Desenvolvimento Funcional

Desenvolvimento em Lógica

Orientação a Objetos

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5 - Multiparadigma

Orientação a Objetos

Desenvolvimento Funcional

Desenvolvimento em Lógica

Paradigmas Básicos

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5 - Multiparadigma

Desenvolvimento Funcional

Desenvolvimento em Lógica

Novos Modelos

Paradigmas Básicos

Orientação a Objetos

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5 - Multiparadigma

• OLI (Object Logic Integration)• OWB (Object With Brain)• I+• DLO (Distributed Logic Objects)• ETA (Everything buT Assignment)• G• Oz

Exemplos

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6 – Holoparadigma

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6 - Holoparadigma

Descrição:• Novo paradigma de desenvolvimento de software• Semântica simples e distribuída• Suporte à exploração automática da distribuição

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6 - Holoparadigma

Descrição:• Novo paradigma de desenvolvimento de software• Semântica simples e distribuída• Suporte à exploração automática da distribuição

Modelo:

Ente 1 . . .

História

Ente 2 Ente n

Invocação Implícita

Invocação Explícita

Blackboard

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6 - Holoparadigma

História

História

História

História

História

História

História

História

História

História

Nível 0

Nível 1

Nível 2 Nível 2

Organização:

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6 - Holoparadigma

Áreas de pesquisa:

• Sistemas Distribuídos• Arquitetura de Software• Multiparadigma• Grupos• Mobilidade• DSM (Distributed Shared Memory)

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7 – Conclusões

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7 - Conclusões

• O que são paradigmas de software?

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7 - Conclusões

• O que são paradigmas de software?• Artigo interessante Skillicorn e Talia (1998)

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7 - Conclusões

• O que são paradigmas de software?• Artigo interessante Skillicorn e Talia (1998)• Paradigmas não convencionais facilitam paralelismo implícito

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7 - Conclusões

• O que são paradigmas de software?• Artigo interessante Skillicorn e Talia (1998)• Paradigmas não convencionais facilitam paralelismo implícito• Quais são as fontes de paralelismo existentes na Realidade?

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7 - Conclusões

• O que são paradigmas de software?• Artigo interessante Skillicorn e Talia (1998)• Paradigmas não convencionais facilitam paralelismo implícito• Quais são as fontes de paralelismo existentes na Realidade?• Multiparadigma é uma tendência

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7 - Conclusões

• O que são paradigmas de software?• Artigo interessante Skillicorn e Talia (1998)• Paradigmas não convencionais facilitam paralelismo implícito• Quais são as fontes de paralelismo existentes na Realidade?• Multiparadigma é uma tendência• Paralelismo + Multiparadigma é uma tendência

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7 - Conclusões

• O que são paradigmas de software?• Artigo interessante Skillicorn e Talia (1998)• Paradigmas não convencionais facilitam paralelismo implícito• Quais são as fontes de paralelismo existentes na Realidade?• Multiparadigma é uma tendência• Paralelismo + Multiparadigma é uma tendência• Holoparadigma em desenvolvimento