proposta de trabalho final cmp189 – algoritmos geométricos
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Proposta de Trabalho Final: Particionamento dinâmico de espaço bidimensional
Carlos Eduardo Benevides Bezerra Defesa de Mestrado
Proposta de Trabalho FinalCMP189 – Algoritmos Geométricos
Carlos Eduardo Benevides Bezerra
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Proposta de Trabalho Final: Particionamento dinâmico de espaço bidimensional
Carlos Eduardo Benevides Bezerra CMP189 – Algoritmos Geométricos
Problema
Dado um espaço bidimensional, através do qual estão distribuídos avatares (pontos), dividí-lo em N regiões, de forma que: c(Si) seja o mesmo* para todas as regiões Ri, onde a função c(S)
calcula a carga de uma região com base no conjunto S de avatares contidos nela
* Como geralmente não é possível que c(Si) seja exatamente o mesmo, o objetivo é minimizar o seu desvio.
Dada uma divisão onde o c(Si) de uma região Ri desvia além do tolerável, modificar a divisão de maneira que a carga de Ri esteja dentro de um limite aceitável
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Exemplo
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Contexto
Em MMOGs, existem dezenas de milhares de jogadores simultâneos
Solução: multi-servidor O ambiente do jogo é dividido em partições, cada uma
administrada por um servidor Cada jogador precisa de atualizações de estado do
ambiente do jogo (uso da banda de upload do server) A carga sobre os servidores deve ser rebalanceada,
sempre que algum deles estiver sobrecarregado
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Cálculo da carga em um MMOG
A carga da região depende da distribuição dos avatares dos jogadores Cada jogador deve receber atualizações de estado de seu próprio avatar e
daqueles com quem interage
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Possível solução
KD-Tree Divisão inicial
A cada passo é definida uma linha de corte que divida o conjunto de avatares restantes em dois conjuntos de carga semelhante
Rebalanceamento As coordenadas x e y das linhas de corte são modificadas Feito primeiro no nível das folhas, partindo do corte entre a
região sobrecarregada e sua região vizinha Percorre-se a árvore enquanto a divisão não satisfizer o
critério de balanceamento
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Utilizando uma KD-Tree
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Utilizando uma KD-Tree
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Utilizando uma KD-Tree
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Utilizando uma KD-Tree
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Utilizando uma KD-Tree
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Utilizando uma KD-Tree
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Utilizando uma KD-Tree
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Trabalhos Relacionados
(DE VLEESCHAUWER et al., 2005) Dynamic microcell assignment for massively multiplayer online gaming. In: Proceedings of the ACM SIGCOMM workshop on Network and system support for games, NetGames
(AHMED; SHIRMOHAMMADI, 2008) A Microcell Oriented Load Balancing Model for Collaborative Virtual Environments. In: Proceedings of the IEEE Conference on Virtual Environments, Human-Computer Interfaces and Measurement Systems
(BEZERRA; GEYER, 2009) A load balancing scheme for massively multiplayer online games. In: Massively Multiuser Online Gaming Systems and Applications, Special Issue of Springer’s Multimedia Tools and Applications
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Células e regiões
Propõe-se uma divisão do espaço em células estáticas de mesmo tamanho
As células são agrupadas, formando uma região, que é então atribuída a um servidor
Para rebalancear a carga, as células são transferidas entre regiões
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Exemplo de divisão em células
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Exemplo de divisão em células
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Exemplo de divisão em células
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Resultados Esperados
Reduzir o uso de memória para armazenamento da estrutura de dados
Reduzir o tempo necessário para que os servidores executem o rebalanceamento Ao invés de reenviar a lista de todas as células que mudaram de região,
basta enviar o novo valor x ou y das linhas de corte que se moveram Maior granularidade com células = células menores = maior tráfego
quando rebalanceando Utilizando a KD-Tree, a linha que separa as regiões pode ter qualquer
coordenada x ou y.
Obter uma melhor divisão do espaço em alguns casos especias que não seriam bem tratados com a baixa granularidade das células
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Caso especial
CélulasCélulas KD-TREEKD-TREE
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Cronograma
Revisão bibliográfica Semana de 11/05 a 17/05
Análise do problema e busca de soluções De 18/05 a 31/05
Implementação do(s) algoritmo(s) De 01/06 a 14/06
Simulações e análise dos resultados De 15/06 a 28/06
Escrita do artigo e montagem da apresentação Deadline: 12/07
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