DSM-PM2 adequacy for distributed constraint programming

Abstract

As Redes de alta velocidade e o melhoramento rápido da performance dos microprocessadores fazem das redes de computadores um veículo apelativo para computação paralela. Não é preciso hardware especial para usar computadores paralelos e o sistema resultante é extensível e facilmente alterável. A programação por restrições é um paradigma de programação em que as relações entre as variáveis pode ser representada por restrições. As restrições diferem das primitivas comuns das outras linguagens de programação porque, ao contrário destas, não específica uma sequência de passos a executar mas antes a definição das propriedades para encontrar as soluções de um problema específico. As bibliotecas de programação por restrições são úteis visto elas não requerem que os programadores tenham que aprender novos skills para uma nova linguagem mas antes proporcionam ferramentas de programação declarativa para uso em sistemas convencionais. A tecnologia de Memoria Partilhada Distribuída (Distributed Shared Memory) apresenta-se como uma ferramenta para uso em aplicações distribuídas em que a informação individual partilhada pode ser acedida diretamente. Nos sistemas que suportam esta tecnologia os dados movem-se entre as memórias principais dos diversos nós de um cluster. Esta tecnologia poupa o programador às preocupações de passagem de mensagens onde ele teria que ter muito trabalho de controlo do comportamento do sistema distribuído. Propomos uma arquitetura orientada para a distribuição de Programação por Restrições que tenha os mecanismos da propagação e da procura local como base sobre um ambiente CC-NUMA distribuído usando memória partilhada distribuída. Os principais objetivos desta dissertação podem ser sumarizados em: - Desenvolver um sistema resolvedor de restrições, baseado no sistema AJ ACS [3], usando a linguagem ”C', linguagem nativa da biblioteca de desenvolvimento paralelo experimentada: O PM2 [4] - Adaptar, experimentar e avaliar a adequação deste sistema resolvedor de restrições usando DSM-PM2 [1] a um ambiente distribuído assente numa arquitetura CC-NUMA; /ABSTRACT - High-speed networks and rapidly improving microprocessor performance make networks of workstations an increasingly appealing vehicle for parallel computing. No special hardware is required to use this solution as a parallel computer, and the resulting system can be easily maintained, extended and upgraded. Constraint programming is a programming paradigm where relations between variables can be stated in the form of constraints. Constraints differ from the common primitives of other programming languages in that they do not specify a step or sequence of steps to execute but rather the properties of a solution to be found. Constraint programming libraries are useful as they do not require the developers to acquire skills for a new language, providing instead declarative programming tools for use within conventional systems. Distributed Shared Memory presents itself as a tool for parallel application in which individual shared data items can be accessed directly. In systems that support Distributed Shared Memory, data moves between main memories of different nodes. The Distributed Shared Memory spares the programmer the concerns of massage passing, where he would have to put allot of effort to control the distributed system behavior. We propose an architecture aimed for Distributed Constraint Programming Solving that relies on propagation and local search over a CC-NUMA distributed environment using Distributed Shared Memory. The main objectives of this thesis can be summarized as: - Develop a Constraint Solving System, based on the AJ ACS [3] system, in the C language, the native language of the experimented Parallel library - PM2 [4]; - Adapt, experiment and evaluate the developed constraint solving system distributed suitability by using DSM-PM2 [1] over a CC-NUMA architecture distributed environment;