III WVC 2007 - Iris.sel.eesc.sc.usp.br - USP

WVC'2007 - III Workshop de Visão Computacional, 22 a 24 de Outubro de 2007, São José do Rio Preto, SP.máquinas e da quantidade de processos iniciados emparalelo.Uma vez que a quantidade de cálculos efetuados pelofiltro com máscara 3x3 é relativamente pequena, aparalelização do mesmo não resulta em melhoria, pois seconsome mais tempo com comunicação para envio dedados através da rede do que no cálculo da máscarapropriamente dita, ou seja, o tempo utilizado para o enviode cada parte da imagem (subvetor) é maior que o tempogasto pelos escravos para realizar o processamento(formação e ordenação do vetor), o que a torna umaaplicação mais voltada para comunicação do que paraprocessamento.comprovar que o uso da computação paralela distribuídaauxilia e otimiza o uso de algoritmos de processamento deimagens com grande volume de dados.Nos casos em que o número de processos ultrapassauma unidade em cada máquina o tempo médio deprocessamento paralelo fica um pouco prejudicado nocaso da máscara 5x5 devido à sobrecarga nacomunicação. À medida que se aumenta o número deprocessos para certa quantidade de máquinas, odesempenho diminui, tornando-se maior que o tempomédio seqüencial. Isso acontece porque quando seaumenta o número de processos a comunicação passa aser um fator evidente de queda de desempenho.Média do Tempo de Execução(ms)8000700060005000400030002000100003 4 5 6 7 8Número de ProcessosSequencial3 Máquinas4 Máquinas5 MáquinasMédia do Tempo de Execução(ms)1000090008000700060005000400030002000100003 4 5 6 7 8Número de ProcessosSequencial3 Máquinas4 Máquinas5 MáquinasFigura 5 – Média do tempo de execução da aplicaçãoseqüencial comparada com a aplicação paralela dofiltro de mediana de máscara 3x3 fazendo uso doambiente de troca de mensagens JPVM.As Figuras 6, 7, 8 e 9 apresentam os resultados dasmesmas execuções anteriores levando em consideração asmáscaras 5x5 e 7x7, respectivamente.Média do Tempo de Execução(ms)1000090008000700060005000400030002000100003 4 5 6 7 8Número de ProcessosSequencial3 Máquinas4 Máquinas5 MáquinasFigura 6 – Média do tempo de execução da aplicaçãoseqüencial comparada com a aplicação paralela dofiltro de mediana de máscara 5x5 fazendo uso doambiente de troca de mensagens mpiJava.Pelas figuras é possível observar que o tempo deexecução do algoritmo seqüencial a partir do uso dessasmáscaras é significativamente pior que o tempo deexecução em paralelo, tanto usando o JPVM quanto ompiJava. Isso pode ser observado principalmente parasituações onde o número de processos equivale ou é maiorque o número de máquinas. Nesses casos pode-seFigura 7 – Média do tempo de execução da aplicaçãoseqüencial comparada com a aplicação paralela dofiltro de mediana de máscara 5x5 fazendo uso doambiente de troca de mensagens JPVM.Diferentemente das máscaras 3x3 e 5x5, quandoutilizada a máscara 7x7, independentemente do número deprocessos iniciados (considerando um máximo de 8processos) e do número de máquinas, o tempo médioparalelo é sempre menor que o tempo seqüencial, uma vezque o processamento é alto e o aumento no número deprocessos ainda implica em ganho de desempenho sobre asobrecarga de comunicação.Média do Tempo de Execução(ms)1800016000140001200010000800060004000200003 4 5 6 7 8Número de ProcessosSequencial3 Máquinas4 Máquinas5 MáquinasFigura 8 – Média do tempo de execução da aplicaçãoseqüencial comparada com a aplicação paralela dofiltro de mediana de máscara 7x7 fazendo uso doambiente de troca de mensagens mpiJava.Essa diferença e significativa melhora de desempenho,quando se usa uma arquitetura paralela distribuída, dá-se109