Self-adaptive parallel algorithms and applications

Algorithmes parallèles auto-adaptatifs et applications

Daouda Traoré (1)

1 MOAIS - PrograMming and scheduling design fOr Applications in Interactive Simulation

This thesis focuses on the building of algorithms and parallel programs that obliviously adapts the execution platform (number of processors, speeds of processors, ...). The building that we propose is based on the technology developed in the Moais team; it consists on the recursive and dynamic coupling of two algorithms: one sequential that minimizes the work (the number of operations), but not the parallel time; one parallel that minimizes the depth (parallel time) on an unbounded number of resources, but not the work. The two algorithms are interleaved on-line based on a work-stealing schedule. The contribution of this thesis consists in a theoretical analysis of coupling (lower bound, asymptotic optimality in some cases), and a "generic" implementation of the coupling scheme witch is applied to several examples (new on-line adaptive parallel prefix computation, adaptive merging and sorting, adaptive parallelization of several STL algorithms). In this thesis, we also propose a new strict optimal parallel static algorithm for prefix computation.

Cette thèse porte sur la construction d'algorithmes et de programmes parallèles qui s'adapte automatiquement à la plate-forme d'exécution (nombre de processeurs, vitesses des processeurs, ...) et ce, de manière dynamique inconsciente (en anglais oblivious). La construction que nous proposons est basée sur la technologie développée au sein de l'équipe Moais consistant au couplage récursif et dynamique : d'un algorithme séquentiel (qui minimise le nombre d'opérations, mais pas le temps parallèle) ; et d'un algorithme parallèle à grain fin (qui minimise le temps parallèle sur un nombre non borné de ressources, mais pas le nombre d'opérations). Les deux algorithmes sont entrelacés à la volée par un ordonnancement à grain fin de type vol de travail. Outre une analyse théorique du couplage (borne inférieure, optimalité asymptotique), nous proposons une implantation " générique " que nous instancions sur différents exemples (un nouvel algorithme parallèle adaptatif de calcul des préfixes, algorithmes adaptatifs de fusion, de partition et tris, plusieurs algorithmes adaptatifs de la librairie standard C++). Dans cette thèse, nous proposons aussi un nouvel algorithme parallèle statique optimal du calcul des préfixes.

Mots clés: parallel algorithm; parallelism; work stealing; prefix.

Mots clés: préfixe; algorithme parallèle; parallélisme; ordonnancement par vol de travail; préfixe.

Domaines: Informatique [cs]

Daouda Traoré. Algorithmes parallèles auto-adaptatifs et applications. Informatique [cs]. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00353274⟩