ParObj: an object-based parallel system kernel
ParObj : un noyau de système parallèle à objets
Résumé
The objective of this thesis is to defined the functionalities of a virtual machine called ParObj, that support the notion of concurrent objects, and which is suitable for scalable parallelism. This work is in keeping with the general pattern of the PARX project within the "Massively Parallel System" team of the LGI, which aims at defining and implementing an operating system for parallel machines. By analysing of some known Object-based Distributed System, we extract the basic mechanisms that must be supported within ParObj. We focus our study on the following aspects: entities structures, entities management, interactions between entities management, and resources management. In our approach, we offer within ParObj a parallel support for passive and active objects that can be both large grain (file, process, etc.), and medium grain (linked list, thread, etc.) objects. For an even more subtle management of the parallelism, we support the notion of fragmented objects. On the other hand, we have decided to let compilers handle furthermore fine grain objects. In order to reduce data access conflicts, we provide synchronization mechanism between objects. The general architecture of ParObj is based on the PARX original three level parallel process model: the thread (which is a sequential flow of control within a task), the task (which is an execution context), and the Ptask (which represents a parallel program in execution). A Ptask defines a communication and protection domain, and guarantees the semantic correctness of a parallel program (tasks synchronisation, control of the communication protocols, etc.) Within a Ptask, object protection is enforced through capabilities. Entity localisation (which depends on its visibility and reference) is achieved through an original naming mechanism. The experiments we realised show that this mechanism is perfectly suited for scalable parallelism management.
Le travail presente dans cette these consiste a definir les fonctionnalites d'une machine virtuelle ParObj, supportant la notion d'objets concurrents et adaptee aux exigences du parallelisme massifs. Cette these s'inscrit dans le cadre du projet PARX de l'equipe "SYstemes Massivement PAralleles" du LGI qui vise a specifier et a realiser un systeme d'exploitation pour machines paralleles. A travers l'analyse de quelques Systemes Distribues a Objets connus, nous degageons les mecanismes de base que doit supporter ParObj. Nous avons arrete notre etude sur les aspects suivants : structures des entites, gestion des entites, gestion des interactions entre entites, et gestion des ressources. Dans notre approche, nous offrons dans ParObj un support parallele pour des objets passifs et actifs qui peuvent etre a la fois a gros grains (fichier, processus, etc.), et a grains intermediaires (liste chainee, thread, etc.). Pour une gestion encore plus fine du parallelisme, nous supportons aussi la notion d'objet fragmente. Un objet fragmente est un objet qui est decoupe en plusieurs sous-objets independants (fragments de l'objet) de taille quelconque, et qui peuvent etre accedes individuellement, de maniere concurrente.En revanche, nous avons decide de laisser aux compilateurs le soin de gerer les objets a grains fins. De plus, pour eliminer les conflits d'acces aux donnees, nous offrons un mecanisme de synchronisation des objets. L'architecture generale de ParObj est basee sur le modele original a trois niveaux de processus de PARX : le thread (qui est un flot de controle sequentiel a l'interieur d'une tache), la tache (qui est un contexte d'execution), et la Ptache (qui represente un programme parallele a l'execution). Une Ptache definit un domaine de communication et de protection, et assure la correction semantique du programme parallele (synchronisation des taches, controle des protocoles d'echanges, etc.). Au sein d'une Ptache, la protection des objets est assuree grace a des capacites. La localisation d'une entite (qui depend de sa visibilite et de sa reference) est realise grace a un mecanisme original de designation. Les experimentations que nous avons realisees montrent que ce mecanisme est parfaitement adapte a la gestion du parallelisme massif.
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