Compresión BZIP2 optimizada usando colas libres de bloqueo

Autores/as

  • José Sánchez-Salazar Escuela de Informática, Universidad Nacional, Costa Rica
  • Edward Aymerich-Sánchez Escuela de Ciencias de la Computación e Informática, Universidad de Costa Rica, Costa Rica

DOI:

https://doi.org/10.15359/ru.31-2.3

Palabras clave:

Programación informática, Procesamiento de datos, Lenguaje de programación.

Resumen

Debido a que la tendencia actual es tener más y más procesadores (cores) disponibles en cada computadora, la escalabilidad de las estructuras de datos usadas en programación paralela debe ser considerada cuidadosamente, para así garantizar que ellas saquen ventaja de los procesadores disponibles. Debido al aumento en la contención, usualmente las estructuras de datos basadas en bloqueos no mejoran su rendimiento proporcionalmente al incrementar el número de procesadores. El uso de estructuras de datos libres de bloqueos bien diseñadas, tales como las colas first in-first out, puede mejorar el rendimiento de un programa paralelo, cuando hay varios procesadores disponibles. En este trabajo se diseña e implementa una versión paralela de bzip2, un programa para compresión y descompresión de datos muy popular, usando colas libres de bloqueos en lugar de las basadas en bloqueos, y aplicando una estrategia de dos buffers de salida. Se compara el rendimiento de la implementación libre de bloqueos contra implementaciones basadas en bloqueos.  Se midió el tiempo de compresión usando diferente número de procesadores y diferentes tamaños de bloques.  Coincidiendo con la hipótesis de trabajo, los resultados muestran que la implementación paralela libre de bloqueos supera las otras implementaciones.

Referencias

Boost C++ Library (n.d.). (2013). Retrieved from https://svn.boost.org/trac/boost/

Burrows, M., & Wheeler, D. J. (1994). A block-sorting lossless data compression algorithm. (SRC Research Report 124). California: Digital systems research center. http://www.hpl.hp.com/techreports.

Feldman, S. & Dechev, D. (2015). A wait-free multi-producer multi-consumer ring buffer. ACM SIGAPP Applied Computing Review, 15(3), 59-71. http://dx.doi.org/10.1145/2835260.2835264

Gilchrist, J. (2004). Parallel data compression with bzip2. Proceedings of the 16th IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Systems(PDCS). http://gilchrist.ca/jeff/comp5704/Final_Paper.pdf

Huffman, D.A. (1952). A method for the construction of minimum-redundancy codes. Proceedings of the I.R.E. http://dx.doi.org/10.1109/jrproc.1952.273898

Isakov, K. (2005). Bzip2smp. Retrieved from http://bzip2smp.sourceforge.net

Jannesari, A., Pankratius, V. & Tichy, W. (1990). Parallelizing bzip2-a case study in multicore software engineering. IEEE Software, 26(6). Recovered from https://www.semanticscholar.org

Ladan-mozes, E. and Shavit, N. (2004). An optimistic approach to lock-free fifo queues. Proceedings of the 18th International Symposium on Distributed Computing, Springer, Berlin, Germany. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-540-30186-8_9

Marcais, G. & Kingsford, C. (2011). A fast, lock-free approach for efficient parallel counting of occurrences of k-mers. Bioinformatics, 27, 764–770. http://dx.doi.org/10.1093/bioinformatics/btr011

Michael, M., & Scott, M. (1996). Simple, fast, and practical non-blocking and blocking concurrent queue algorithms. Proceedings of the fifteenth annual ACM symposium on Principles of distributed computing. http://dx.doi.org/10.1145/248052.248106

Neal, R., Witten, I. & Cleary, J. (1987). Arithmetic coding for data compression. Communications of the ACM, 30(6), 520-540. http://dx.doi.org/10.1145/214762.214771

Seward, J. (2010). bzip2. Retrieved from http://www.bzip.org/

Valois, D. (1994). Implementing lock-free queues. Proceeding of the Seventh International Conference On Parallel and Distributed Computing Systems, 1994.

Welch, T. (1984). A technique for high-performance data compression. IEEE Computer, 17(6). http://dx.doi.org/10.1109/MC.1984.1659158

Wilcoxon, F. (1945). Individual comparisons by ranking methods. Biometrics Bulletin. 1 (6). http://dx.doi.org/10.2307/3001968

Zhang, D. & Dechev, D. (2016). A Lock-Free Priority Queue Design Based on Multi-Dimensional Linked Lists. IEEE Trans. Parallel Distrib. Syst. 27(3) 613-626. http://dx.doi.org/10.1109/tpds.2015.2419651

Ziv, J., & Lempel, A. (1978). Compression of individual sequences via variable-rate coding. IEEE Transactions on Information Theory, 24(5). 530-536. http://dx.doi.org/10.1109/tit.1978.1055934

Publicado

2017-07-29

Cómo citar

Compresión BZIP2 optimizada usando colas libres de bloqueo. (2017). Uniciencia, 31(2), 37-49. https://doi.org/10.15359/ru.31-2.3

Número

Sección

Artículos científicos originales (arbitrados por pares académicos)

Cómo citar

Compresión BZIP2 optimizada usando colas libres de bloqueo. (2017). Uniciencia, 31(2), 37-49. https://doi.org/10.15359/ru.31-2.3

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