O objetivo desse projeto é paralelizar o Jogo da Vida de John Conway utilizando memória compatilhada (pThread, openMP) e memória distribuída (MPI).
Autômatos celulares são modelos evolucionais baseados em tempo. Onde cada célula assume um valor que representa seu estado no mundo. Conforme a passagem do tempo o valor de cada célula muda baseado no seu próprio estado e no das células vizinhas.
O jogo da vida é um autômato celular bidimensional com valores possíveis por célula desenvolvido pelo matemático britânico John Horton Conway em 1970. Os valores possíveis são 0 que representa o estado “morto” e o valor 1 que representa o estado “vivo”. Cada célula segue o seguinte conjunto de regras:
- Qualquer célula viva com menos de dois vizinhos vivos morre de solidão.
- Qualquer célula viva com mais de três vizinhos vivos morre de superpopulação.
- Qualquer célula morta com exatamente três vizinhos vivos se torna uma célula viva.
- Qualquer célula viva com dois ou três vizinhos vivos continua no mesmo estado para a próxima geração.
Anterior à programação paralela, foi criado o código com o núcleo do jogo (e seus conjuntos de regras) para ser utilizado como base nas implementações com pThread, OpenMP e MPI. Desta forma, pode-se comparar os resultados não apenas com o modelo sequencial, como também entre as diferentes estratégias paralelas adotadas.
Os algoritmos paralelos foram projetados para dividir o domínio de dados em áreas menores, conforme a figura abaixo. Essa estratégia de decomposição divide o número de linhas do tabuleiro entre as threads ou processos criados, onde cada um desses processos ou threads executa o núcleo do jogo sobre seu sub-domínio.
A distribuição das linhas é feita de forma balanceada entre as threads ou processos, a menos do última região que recebe o resto da divisão entre o número de linhas do tabuleiro e a quantidade de sub-domínios.
A flag -DPOS_CALC_MACRO compila a macro que é usada para calcular a posição no vetor, caso contrário será compilado a função.
gcc -o sequencial sequencial.c game.c -DPOS_CALC_MACRO
gcc -o pthread pthread.c game.c -DPOS_CALC_MACRO -lpthread
gcc -o openMP openMP.c game.c -DPOS_CALC_MACRO -fopenmp
mpicc -o MPI mpi.c game.c -DPOS_CALC_MACRO
.\sequencial.exe numeroDeIteracoes inputs\filename.txt
.\pthread.exe numeroDeIteracoes inputs\filename.txt numeroDeThreads
.\openMP.exe numeroDeIteracoes inputs\filename.txt numeroDeThreads
mpirun -np numeroDeProcessos ./MPI numeroDeIteracoes inputs\filename.txt
 Deived William |
 Márcio Medeiros |