Mecanismo de parada síncrona para comparação paralela de sequências biológicas longas em ambientes heterogêneos

Abstract

Na Bioinformática, uma das operações mais básicas para a análise de sequências biológicas é o alinhamento das sequências. Essa operação, ao ser realizada utilizando algoritmos exatos, leva tempo quadrático, e por isso pode levar muitas horas no alinhamento de sequências muito longas. O MASA é uma das ferramentas que realiza tal operação, e para isso pode utilizar vários nós de processamento, para os quais, atualmente, distribui estaticamente a carga. Fatores como a realização da operação de Block Pruning e a utilização concorrente de recursos com outros processos nos nós podem levar a um desbalanceamento de carga ao longo da execução, o que resulta em um congestionamento dos buffers entre os nós e consequentemente a um processamento mais lento. Para que seja possível o balanceamento dinâmico de carga, é necessária a parada da operação de alinhamento de todos os nós. No presente trabalho de graduação foi projetado, implementado e avaliado um mecanismo de parada sincronizada dos nós da arquitetura MASA. O mecanismo projetado consiste de um módulo de checkpoint que estabelece a conexão inicial entre os nós e em um determinado momento da execução para os nós de forma sincronizada. Nessa operação os nós decidem uma linha em comum da matriz de alinhamento, a partir da qual a operação será retornada na reinicialização. O overhead introduzido à arquitetura MASA pela adição do módulo de checkpoint foi avaliado em um ambiente controlado composto por três nós com uma GPU cada e se mostrou bastante pequeno em relação ao tempo total de execução da aplicação, com tempos variando de 1 a 2 segundos em execuções de até 1 hora e 9 minutos.