As propostas abaixo apresentam alguns assuntos que podem ser tratados como tema de pesquisa, tanto por trabalhos de conclusão como trabalhos de pós-graduação. Todos os temas propostos encontram-se associados a projetos de pesquisa (Anahy, Holo ou CSHuV). Interessados em desenvolver estes assuntos, entrar em contato.

Escalonamento de atividades em arquiteturas multi-core

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: Explorar a tecnologia multi-core para obtenção de processamento de alto desempenho.
• Ferramentas:
  1. Compilador Intel e ferramentas
  2. Compilador gcc
• Metodologia:
  1. Identificar esquemas de execução concorrente com múltiplas threads
  2. Avaliação do impacto de uso dos recursos de programação disponíveis em máquinas multi-core
  3. Desenvolvimento/implementação de mecanismo de escalonamento de atividades em arquiteturas multi-core

Coletor de lixo concorrente

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: introduzir em uma ferramenta de programação multithread (athreads) mecanismo de coleta de lixo (garbage collector) concorrente.
• Ferramentas:
  1. Compilador Intel e ferramentas
  2. Compilador gcc
• Metodologia:
  1. Identificar esqueletos de programação concorrente
  2. Estudo de técnicas de garbage collector concorrente
  3. Implementação do mecanismo no kernel de athreads
  4. Avaliação de desempenho

Implementação de núcleo de execução concorrente para linguagem funcional

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: implementar para arquitetura multiprocessada (UMA/NUMA) núcleo de execução para linguagem multithread do paradigma funcional.
• Ferramentas:
  • Haskell
  • Linux
• Metodologia
  • Estudo dos ambientes de programação funcionais multithread
  • Porte de pFun para multiprocessadores
  • Avaliação de desempenho

Desing Patterns em um ambiente de programacao concorrente

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: Oferecer facilidades de programacao no desenvolvimento de aplicacoes concorrentes de grande porte.
• Ferramentas:
  1. Design Patterns
  2. Anahy
  3. C/C++
• Metodologia:
  1. Estudo de design patterns para concorrencia
  2. Projeto e introducao de design patterns em um ambiente de programacao
  3. Implementacao de estudo de casos
  4. Desenvolvimento em Anahy como caso de estudo
  5. Avaliacao de desempenho

Modificacoes no escalonamento de threads POSIX no Linux

Objetivo: Dada a expectativa de incremento no numero de maquinas multi-core, a tendencia eh o aumento da demanda por aplicacoes concorrentes desenvolvida com threads. Recursos de escalonamento se tornam necessarios para tirar proveito da nova tecnologia.

• Ferramentas:
  1. C/C++
  2. Linux
• Metodologia:
  1. Estudo das variacoes de escalonamento de threads e de trabalhos previos (Narlikar, Nano-threads), bem como de algoritmos de escalonamento de lista
  2. Modificacoes no kernel
  3. Implementacao do benchmark NAS para teste de desempenho (http://www.nas.nasa.gov/Software/NPB/)

Uso de multiprogramação leve no desenvolvimento de jogos

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: arquiteturas hiper-threading (Wikipedia) e multicore (Arstechnica, pequeno artigo) tem se tornados populares. Soluções de hardware (Playstation) e de software (artigo). A proposta visa a exploração de Anahy para o desenvolvimento de jogos de ação.
• Ferramentas:
  1. Anahy
  2. Posix Threads
  3. C/C++
• Metodologia: Especificar um jogo e realizar sua implementação concorrente em Anahy. Interagir com a equipe de Anahy.

Desenvolver uma versão de Anahy para Java

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: construir uma interface de programação multithread em Java baseada em fluxo de dados
• Ferramentas:
  1. Java
  2. Threads Java
• Metodologia: criar uma API em Java capaz de representar o modelo de execução dataflow explorado em diversas estraté de escalonamento.

Avaliação de Carga de Processamento

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: Obter informações sobre a capacidade de processamento disponível sobre recursos computacionais.
• Ferramentas:
  1. C/C++
  2. Threads POSIX
  3. Linux
• Metodologia: Utilizar recursos para extração de índices de desempenho em arquiteturas de forma a explorar eficientemente a execução paralela de atividades.

Computação em Grade

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: Explorar grades computacionais para extração de alto desempenho.
• Ferramentas:
  1. Java
  2. Linux
  3. sockets
  4. MyGrid
  5. Globus
• Metodologia: Explorar as tecnologias existentes para grades computacionais e avaliar estratégias alternativas a opção bag-of-tasks.

Multiprogramação Leve Multi-Nível

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: Mesclar diferentes granulosidades de atividades em execuções paralelas em arquiteturas multiprocessadas.
• Ferramentas:
  1. Linux
  2. sockets
  3. Threads
  4. Anahy
  5. OpenMP
  6. C/C++
• Metodologia: Introduzir em Anahy primitivas para descrição da concorrência segundo o modelo OpenMP.

Tratamento Alternativo de Sincronizações

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: Reduzir perdas de desempenho pela ocorrência de sincronizações em programas concorrentes.
• Ferramentas:
  1. Linux
  2. sockets
  3. Threads
  4. Anahy
  5. C/C++
• Metodologia: Capturar sincronizações realizadas por programas concorrentes (tais mutex-lock e receive-messages) e de forma a reduzir o impacto dos tempos de espera dos fluxos de execução para satisfação das sincronizações solicitadas.

Implementação de servicos em redes wireless

• Projeto associado Holo
• Objetivo: Implementar uma aplicação para ambiente wireless, onde uma estação, ao entrar em uma célula wireless tenha o seu estado atualizado (tipo uma agenda ou controle de estoque)
• Ferramentas:
  1. Equipamentos wireless
  2. C/C++/Java
  3. Linux
• Metodologia: Identificar uma aplicação onde seu contexto deva ser atualizado conforme a localização do agente. Esta localização define o comportamento da execução. Adaptar cartão de comunicação wireless para atuar como ponto de acesso.

Balanceamento de carga em redes wireless

• Projeto associado Holo
• Objetivo: Balancear o número de ocupantes de células wireless, migrando estações em zonas limites
• Ferramentas:
  1. Simulação
  2. C++
  3. Linux
• Metodologia: Identificar o comportamento de uma comunidade urbana e seus deslocamentos. Considerar diferentes perfis de usuarios de telefonia móvel.

Aplicações de alto desempenho

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: Validar o ambiente de programação Anahy através de seu uso aplicado.
• Ferramentas:
  1. Cluster de SMPs
  2. Anahy
  3. C/C++
  4. Linux
• Metodologia: Utilizar o modelo de programação de Anahy para propor uma solução concorrente para uma aplicação que necessite grande quantidade de recursos computacionais. Validar através de implementação e analise de resultados.

Migração de Anahy para ambiente windows

• Variação da proposta acima, porém a metodologia implica em migrar Anahy para ambiente Windows.
• Ferramentas:
  1. Arquitetura SMP
  2. Windows NT/2000 e/ou XP
  3. Threads Posix Windows

Testes de ambientes de alto desempenho

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: Explorar ferramentas de desempenho em clusters de computadores (benchmarks e ferramentas de terceiro).
• Ferramentas:
  1. Cluster de SMPs
  2. C/C++
  3. Linux
• Metodologia: Instalar e obter resultados de desempenho de clusters. Sistematizar a analise e propor novos testes de desempenho.

Interface gráfica para programação concorrente

• Projeto associado Anahy
• Objetivo: Disponibilizar, para Anahy, uma interface gráfica para programação concorrente.
• Ferramentas:
  1. Anahy
  2. C/C++
  3. Kdevelop, Qt, ...
  4. Linux
• Metodologia: Desenvolvimento de uma interface de programação gráfica segundo o modelo de programação concorrente de Anahy. Validação através da programação de aplicações e comparação com outras ferramentas de programação.

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