Contribution à la parallélisation de méthodes numériques à matrices creuses skylines : application à un module de calcul de modes et fréquences propres de SYSTUS

• Auteur / Autrice : Pierre Bassomo
• Direction : Ibrahima Sakho
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux systoliques

Parallélisme (informatique)

Mots clés libres

Sciences et techniques

Informatique. Automatique theorique. Systemes

Parallelisme

Reseau systolique

Calculateur

Methode numerique

Matrice bloc

Matrice creuse

Methode lanczos

Résumé

L'augmentation continue de la puissance des ordinateurs personnels (stations de travail ou PCs) et l'émergence de réseaux à haut débits fournissent de nouvelle opportunités de réalisation de machines parallèle à faible coût, en comparaison des machines parallèles traditionnelles. On peut aujourd 'hui construire de véritables machines parallèles en interconnectant des processeurs standards. Le fonctionnement de cet ensemble de processeurs en tant que machines parallèle est alors assuré par des logiciels tels que PVM et MPI. Quelle que soit la machine parallèle considérée, concevoir des applications parallèles impose, soit des outils de parallélisation automatique, soit un effort du programmeur suivant des méthodologies de programmation. Dans cette thèse, nous proposons une méthodologie de parallélisation des méthodes numériques. En général les méthodes numériques sont une chaîne d'algorithmes s'appelant les uns après les autres tout au long de leur exécution. A moins d'aborder leur parallélisation à partir du problème physique qu'elles traitent, par exemple par des techniques de décomposition de domaines, l'approche de parallélisation la plus réaliste est celle de type client/serveur.

Distributed memory machines consisting of multiple autonomous processors connected by a network are becoming commonplace. Unlike specialized machines like systolic arrays, such systems of autonomous processors provide virtual parallelism through standard message passing libraries {PVM or MPI). In the area of parallelizing existing numerical algorithms, two main approaches have been proposed: automatic parallelization techniques and explicit parallelization. In the present work, we focus our studies on the second approach. The parallelization paradigm found to be most effective for numerical algorithms on distributed memory machine was to provide the user with a clientjserver architecture. The most difficult part to design is the SPMD code which is initiated by a client process to speedup the computing time. To do this, our methodology aims: at reusing the systolic model principles for the display of the potential parallelism inside nested loops, and justifying the the aggregation of iteration of loops so as to reduce communication overheads while exploiting coarse-grained parallelism. Each aggregation is a bloc of fine-grained computations not located in the same hyperplan of a given space. It also defines an atomic unit of computation i. E no synchronization or communication is necessary during the execution of the fine-grained computations inside a bloc. Thus all necessary data must be available before such atomic executions. This imposes the constraint that splitting the set of fine-grained computations does not result in deadlocks.