PDF de programación - Computación Paralela Móvil

Introducción
Arquitectura de red
Modelo de programación
Conclusiones

Computación Paralela Móvil

Daniel Vigueras Carreño

Algoritmos y Programación Paralela

Facultad de Informática
Universidad de Murcia

Copyleft c 2008. Reproducción permitida bajo los
términos de la licencia de documentación libre GNU.

Daniel Vigueras Carreño

Computación Paralela Móvil

Introducción
Arquitectura de red
Modelo de programación
Conclusiones

Contenido

1 Introducción

¿Qué es la Computación Paralela Móvil?
Limitaciones

2 Arquitectura de red

Bluetooth
Tipos de redes

3 Modelo de programación

MPPI: Mobile Message Passing Interface

4 Conclusiones

Conclusiones

Daniel Vigueras Carreño

Computación Paralela Móvil

Introducción
Arquitectura de red
Modelo de programación
Conclusiones

¿Qué es la Computación Paralela Móvil?
Limitaciones

¿Qué es la Computación Paralela Móvil?

Definición

La Computación Paralela Móvil es un tipo de computación paralela en la
cual el cálculo se realiza en dispositivos móviles, es decir, en dispositivos
que pueden cambiar de ubicación.

Daniel Vigueras Carreño

Computación Paralela Móvil

Introducción
Arquitectura de red
Modelo de programación
Conclusiones

¿Qué es la Computación Paralela Móvil?
Limitaciones

¿Qué es la Computación Paralela Móvil?

Definición

La Computación Paralela Móvil es un tipo de computación paralela en la
cual el cálculo se realiza en dispositivos móviles, es decir, en dispositivos
que pueden cambiar de ubicación.
El objetivo es obtener el mayor rendimiento posible aprovechando la gran
cantidad de teléfonos móviles existentes en el mundo.

Daniel Vigueras Carreño

Computación Paralela Móvil

Introducción
Arquitectura de red
Modelo de programación
Conclusiones

¿Qué es la Computación Paralela Móvil?
Limitaciones

Limitaciones

Sin embargo, debido a la propia naturaleza de los teléfonos móviles, existen
una serie de limitaciones que nos impiden obtener el rendimiento deseado,
como son:

Ancho de banda

Los protocolos de comunicación actuales entre teléfonos móviles no ofrecen
un gran ancho de banda, haciendo que los mensajes intercambiados entre
teléfonos tarden demasiado en enviarse.

Daniel Vigueras Carreño

Computación Paralela Móvil

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Arquitectura de red
Modelo de programación
Conclusiones

¿Qué es la Computación Paralela Móvil?
Limitaciones

Limitaciones

Sin embargo, debido a la propia naturaleza de los teléfonos móviles, existen
una serie de limitaciones que nos impiden obtener el rendimiento deseado,
como son:

Ancho de banda

Los protocolos de comunicación actuales entre teléfonos móviles no ofrecen
un gran ancho de banda, haciendo que los mensajes intercambiados entre
teléfonos tarden demasiado en enviarse.

Latencia

Los protocolos actuales tienen demasiada latencia a la hora de enviar un
mensaje, haciendo que estos mensajes supongan un cuello de botella para la
aplicación, aunque sean de muy pequeño tamaño.

Estos problemas se agravan debido a las interferencias con otras
ondas de radio.

Daniel Vigueras Carreño

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Arquitectura de red
Modelo de programación
Conclusiones

¿Qué es la Computación Paralela Móvil?
Limitaciones

Limitaciones

Consumo de energía

El cálculo intensivo que requieren este tipo de aplicaciones hace que la
batería de los teléfonos móviles se consuma a una mayor velocidad.

Daniel Vigueras Carreño

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Arquitectura de red
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¿Qué es la Computación Paralela Móvil?
Limitaciones

Limitaciones

Consumo de energía

El cálculo intensivo que requieren este tipo de aplicaciones hace que la
batería de los teléfonos móviles se consuma a una mayor velocidad.

Memoria

Algunas aplicaciones pueden requerir una cantidad de memoria que la gran
mayoría de dispositivos móviles actuales no tienen disponible.

Daniel Vigueras Carreño

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Conclusiones

Bluetooth
Tipos de redes

Bluetooth

Comunicación entre dispositivos

Para comunicar los dispositivos entre si se hace necesario el uso de una
tecnología inalámbrica de conexión.
En el caso de los teléfonos móviles se usa Bluetooth.

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Conclusiones

Bluetooth
Tipos de redes

Bluetooth

Comunicación entre dispositivos

Para comunicar los dispositivos entre si se hace necesario el uso de una
tecnología inalámbrica de conexión.
En el caso de los teléfonos móviles se usa Bluetooth.

Características

Las redes Bluetooth transmiten datos a una velocidad teórica de 1Mbps, sin
embargo en la práctica esta velocidad se ve bastante reducida a unos pocos
cientos de kbits/s debido a implementaciones del protocolo.

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Bluetooth
Tipos de redes

Tipos de redes

Piconet

Piconet es el tipo de red Bluetooth más simple. Se trata de una red
formada hasta por 8 nodos comunicados entre así a través de un dispositivo
que actúa como maestro.
El principal problema es que no es posible comunicar un mayor número de
dispositivos de forma simultánea.

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Bluetooth
Tipos de redes

Tipos de redes

Scatternet

Scatternet es un tipo de red que se basa en la agregración de varias redes de
tipo Piconet mediante nodos frontera, estos nodos serán los encargados de
realizar la comunicación entre ambas redes.
Gracias a Scatternet conseguimos una red bluetooth formada por un gran
número de dispositivos.

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MPPI: Mobile Message Passing Interface

MPPI: Mobile Message Passing Interface

Descripción

La librería MMPI fue creada especialmente para proveer a los dispositivos
móviles de un mecanismo de paso de mensajes.
En MMPI podemos encontrar la mayoría de funciones presentas en la MPI,
adaptadas para su uso en un entorno móvil.
Sin embargo fue creada para trabajar con redes de tipo Piconet,
limitándose así a 8 nodos.
Posteriormente se desarrolló una versión mejorada que permite su uso en
redes de tipo Scatternet.

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MPPI: Mobile Message Passing Interface

MPPI: Mobile Message Passing Interface

Implementación

La librería MMPI ha sido implementada en Java 2 Micro Edition (J2ME),
siendo así compatible con gran parte de los teléfonos de última generación
existentes en el mercado.

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MPPI: Mobile Message Passing Interface

MPPI: Mobile Message Passing Interface

Resultados

La resultados obtenidos con la librería MMPI no son alentadores.
Por ejemplo, la ejecución de un algoritmo genético en la resolución de un
problema, tardó más tiempo en la versión paralela mediante MPPI que en
la versión secuencial. Sin embargo el número de generaciones necesarias
para encontrar el mejor individuo de toda la población en el algoritmo
genético fue de la mitad en relación a la versión secuencial.

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MPPI: Mobile Message Passing Interface

MPPI: Mobile Message Passing Interface

Resultados

La resultados obtenidos con la librería MMPI no son alentadores.
Por ejemplo, la ejecución de un algoritmo genético en la resolución de un
problema, tardó más tiempo en la versión paralela mediante MPPI que en
la versión secuencial. Sin embargo el número de generaciones necesarias
para encontrar el mejor individuo de toda la población en el algoritmo
genético fue de la mitad en relación a la versión secuencial.

Cuello de botella

Estos datos nos indican que el cuello de botella se está produciendo en las
comunicaciones entre los diferentes dispositivos, y no en el proceso de
cálculo local a cada dispositivo.

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Conclusiones

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Conclusiones

Podemos concluir que MPPI es una librería que necesita apoyarse en una
base sólida para su óptimo funcionamiento.
Esta base podría ser un nuevo protocolo de comunicación entre dispositivos
orientado a este tipo de aplicaciones en el cual la latencia es un tema crítico.
Sin embargo esto requiriría que se añada este nuevo protocolo a los
teléfonos que se fabriquen a partir de ahora, perdiendo entonces una de las
ventajas de la computación paralela móvil, que es precisamente la cantidad
de dispositivos presentes en el mundo.

Daniel Vigueras Carreño

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