Estudos sobre o paradigma tuple space em programação paralela

Abstract

A computação paralela constitui no presente uma forma atraente de ultrapassar os limites físicos impostos à velociddade da memória e dos processadores, e permitir a resolução de problemas com grandes requisitos em termos computacionais. No entanto, para tirar partido do imenso poder computacional dos computadores e plataformas paralelas, são necessários ambientes, linguagens, e ferramentas de programação que permitam o desenvolvimento e a execução de aplicações paralelas de um modo eficiente. Infelizmente, apesar dos avanços importantes em termos da eficiência do hardware, programar sistemas paralelos constitui ainda hoje uma tarefa bastante difícil. O desafio que é posto hoje em dia à comunidade científica consiste na concepção e desenvolvimento de novos paradigmas, bem como ferramentas potáveis, flexíveis, e simples de utilizar. Actualmente um dos paradigmas de programação paralela de alto nível mais simples e elegante denomina-se "Espaço de Tuplos", ou Tuple Space. O Tuple Space é uma memória logicamente partilhada, que pode ser acedida por todos os processos envolvidos na computação, e cuja unidade de dados fundamental é o tuplo. A linguagem Linda, introduzida por investigadores da Universidade de Yale, EUA, é o arquétipo de uma linguagem baseada neste paradigma. A linguagem Linda foi objecto de diversos trabalhos de investigação, e foi implementada num leque variado de máquinas e sistemas. A sua implementação sobre sistemas de programação por passagem de mensagens tornou-se hoje em dia uma estratégia atractiva, como aliás o é também para outras linguagens de programação paralela de alto nível. O problema nesta estratégia é que se torna difícil fornecer uma abstração adequada de alto nível e simultaneamente utilizar eficientemente a camada de passagem de mensagens. Esta dissertação ocupa-se da concepção, desenvolvimento, e avaliação de técnicas e mecanismos conducentes a uma melhor distribuição de dados, flexibilidade de interfaces, portabilidade, reutilização, e eficiência em geral do paradigma Tuple Space.