Escalonamento dinâmico para aplicações autonômicas MPI em grades computacionais

Existem muitas aplicações da física, biologia, engenharia, entre outras áreas que requerem computação intensiva ou que trabalham com grandes conjuntos de dados para sua execução. Tais aplicações, estudadas no contexto do e-Science, necessitam de ambientes de execução de larga escala que forneçam grande poder computacional e grande espaço de armazenamento. Desta forma, o uso de plataformas como as Grades Computacionais vem sendo cada vez mais difundido, onde é possível oferecer um alto poder computacional a um baixo custo. Porém, as aplicações existentes precisam ser adaptadas pelos pesquisadores para execução nas grades computacionais para que se alcance um maior desempenho. Como ambientes grades possuem natureza heterogênea, dinâmica, compartilhada e distribuída, à medida que o número de aplicações que compartilham a grade aumenta, a utilização eficiente dos seus recursos se torna cada vez mais necessária e ao mesmo tempo complexa. O desafio de aproveitar ao máximo a capacidade de processamento oferecida por uma grade é ainda maior quando seus recursos são utilizados por pesquisadores que não possuem conhecimento, nem habilidade para gerenciar ambientes computacionais complexos. O ideal é que as dificuldades existentes sejam transparentes aos usuários. Uma abordagem promissora para o gerenciamento de grades computacionais de grande escala é criar aplicações capazes de se autogerenciar, se ajustando às mudanças que ocorram no ambiente de maneira que sua execução seja eficaz e segura. Para isso, estas aplicações autonômicas devem ter conhecimento de informações atualizadas sobre seu próprio comportamento, as suas características internas e do ambiente de execução, sendo dotadas de funcionalidades que permitam o auto-escalonamento e a auto-recuperação de falhas. Esta tese estuda o problema do escalonamento de tarefas em grades computacionais, propondo uma estrutura de escalonamento dinâmico que permite a execução eficiente de aplicações autonômicas MPI. É considerado um sistema gerenciador de aplicações, hierárquico e distribuído que, para facilitar o desenvolvimento por parte dos pesquisadores, é automaticamente embutido em aplicações MPI. A estrutura de escalonamento é validada através da criação de heurísticas de escalonamento dinâmico, projetadas para aplicações paralelas com ou sem relação de precedência entre suas tarefas.As políticas de escalonamento apresentadas são específicas para cada tipo de aplicação, aumentando assim o seu desempenho computacional. Foram realizadas análises em ambientes de grades reais e os resultados obtidos mostram a eficiência e a escalabilidade da abordagem proposta