Orientador : Celso Pascoli Bottura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-14T17:05:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CostaFilho_JoseTarcisio_M.pdf: 7048551 bytes, checksum: 681ab28a599ed2a970cef9f19723a5fe (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Neste trabalho estudamos e alteramos a estrutura de cálculo de algorítimos de controle hierárquico com a finalidade de obter procedimentos de parelização que permitam implementação eficiente em arquiteturas de múltiplos processadores, bem como realizamos experimentos em processamento paralelos destes algoritimos / Abstract: In this work we have studied and chaged the calculation structure of hierarchical control algorithms with the objective of developing parallelizacion produres allowing the efficient implementation in multiprocessors architecture, as well as we made experiments the parallel processing of these algorithms / Mestrado / Mestre em Ciências

Orientador: Marco Aurelio Amaral Henriques / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T23:38:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HuertaYero_EduardoJavier_M.pdf: 6263685 bytes, checksum: da85b66c077cab0f74c134bb27cb51f3 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: A velocidade das redes e o poder de processamento dos computadores conectados a elas têm aumentado muito nos últimos anos. Os computadores ligados à Internet, vistos em conjunto, oferecem um poder computacional muito maior que o oferecido pela mais avançada máquina paralela. Estes dados indicam à possibilidade de se usar esse enorme poder computacional disponível na Internet como um computador massivamente paralelo. Este trabalho apresenta o JOIN, um sistema que tem como objetivo implementar um Computador Massivamente Paralelo Virtual, que pode ser visto como um grande conjunto de computadores independentes conectados por uma rede tipo Internet. Diferente de outras abordagens, o JOIN se baseia na ampla disponibilidade da linguagem Java e de interfaces simples de acesso à Internet para atingir seus objetivos e prevê formas de recompensar os donos dos computadores participantes no processamento paralelo. Estas características tornam o sistema proposto capaz de agrupar um grande número de computadores, permitindo a exploração do potencial de computação disponível na Internet / Abstract: The processing power of computers and the network bandwidth have rapidly increased in the last several years. The computers connected to Internet, seen as a whole, offer a computing power much larger than the most advanced parallel machine. These facts open the possibility of exploiting this enormous processing power as a massively parallel computer. The objective of this work is to introduce JOIN, a system that aims at implementing a Massively Parallel Virtual Computer (MPVC). An MPVC can be seen as a large set of independent heterogeneous computers connected by a network like Internet. Different from other approaches, JOIN is based on the wide availability of the Java language and easy to use interfaces to access Internet, and includes the possibility to compensate the owner of the computers participating in the system for their services. These characteristics make the proposed system capable of grouping a large number of computers and thus exploiting the potential computing power available in the Internet / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

O trabalho consiste na concepção de um sistema com arquitetura maciçamente paralela para processamento de imagens. Este sistema deverá funcionar como processador auxiliar de um microcomputador do tipo IBM-PC e irá operar no modo SIMD, com uma matriz de 48x48 processadores GAPP. É feito, inicialmente, um estudo de máquinas paralelas já construídas para processar imagens. Em seguida, é descrito o componente a ser utilizado no sistema (GAPP). São analisadas algumas operações típicas em imagens, buscando-se identificar as características necessárias para o sistema. Após esta análise, é apresentada a arquitetura do sistema paralelo, com um estudo quantitativo da influência da entrada/saída de dados no desempenho global. A seguir, é descrito o ambiente de programação desenvolvido, incluindo um simulador da estrutura paralela, e são indicadas formas de abordagem para a programação em alto nível. ao final, são apresentados exemplos de aplicação, seguidos de comentários sobre a implementação e das conclusões.

Diversas pesquisas estudam ambientes de programação que auxiliem os usuários de máquinas paralelas a re-estruturarem seus programas, obtendo com isso uma melhor paralelização e um maior desempenho de execução. Os ambientes existentes ainda abordam poucos aspectos da re-estruturação e atendem apenas a classes particulares de usuários. Este trabalho consiste na concepção de um ambiente de programação paralela que permita atender às necessidades de re-estruturação de usuários de características dispares. Para isto são feitos inicialmente estudos das características dos usuários de máquinas paralelas e dos ambientes existentes, nos quais é mostrada a necessidade de ferramentas, recursos e formas de operação. Estas necessidades são relacionadas entre si, tendo como resultado a estrutura do ambiente e aos sues modos básicos de operação. A seguir é mostrada a implementação da proposta através da expansão de um ambiente existente. É mostrado também um compilador Fortran em implementação que é parte do ambiente proposto.

Este trabalho desenvolve condicoes exatas para a aplicacao de estrategias de paralelizacao a lacos sequenciais. A teoria de dependencias com sua atual formulacao nao consegue isoladamente responder com precisao sobre a paralelizacao de certos trechos de programas sequenciais. Faltam criterios para decidir quais dependencias desses trechos tem realmente utilidade nesse processo. Algumas delas podem ser violadas sem comprometer a correcao dos programas, enquanto outras, como aquelas relativas as variaveis de controle dos lacos, sao usadas em pouquissimos casos e avolumam muito o grafo de dependencias. Alem disso, essa teoria nao consideraa estrategia de paralelizacao escolhida. Este trabalho estabelece dispositivos matematicos (condicoes exatas) que respondem com precisao se um laco pertencente ao universo de lacos sequenciais unicos com um ou dois comandos de atribuicao em seus escopos pode ser paralelizado, considerando algumas estrategias de paralelizacao bem conhecidas. A determinacao das condicoes exatas para lacos genericos e um problema estruturalmente complexo. Isso impos limitacoes a este trabalho, reduzindo sua abordagem para uma familiarestrita do referido universo. Alem do estabelecimento das condicoesexatas, este trabalho apresenta relacoes entre os conjuntos de lacosparalelizaveis, nas estrategias estudadas, comparando a aplicabilidade dessas estrategias aos lacos sequenciais. Por fim, este trabalho compara a atual forma de utilizacao da teoria de dependencias na paralelizacao de lacos sequenciais com as condicoes exatas estabelecidas, evidenciando a imprecisao da utilizacao dessa teoria.

El trabajo desarrollado en esta tesis tuvo como objetivo el diseño, implementación y evaluación de un índice distribuido para objetos en espacios métricos y su respectiva estrategia de procesamiento paralelo de consultas para máquinas de búsqueda. / Tesis doctoral de la Facultad de Ciencias Físicomatemáticas y Naturales (Universidad Nacional de San Luis). Grado alcanzado: Doctor en Ciencias de la Computación. Director de tesis: Martín Mauricio; co-director: Marcela Printista.

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Sumario: 1- Introducción 2- Álgebra lineal y factorización LU de matrices 3- Clusters heterogéneos 4- Factorización LU en paralelo 5- Experimentación 6- Conclusiones Apéndice

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000415011-Texto+Completo-0.pdf: 9818822 bytes, checksum: 000259a328a840b445d92337ab6707ce (MD5) Previous issue date: 2009 / This thesis presents a free, fast, reliable and accurate solver for point and interval dense linear systems. The idea was to implement a solver for dense linear systems using a verified method, interval arithmetic and directed roundings based on MPI communication primitives associated to optimized libraries, aiming to provide both self-verification and speed-up at the same time. A first parallel implementation was developed using the C-XSC library. However, the CXSC parallel method did not achieve the expected overall performance since the solver was not 100% parallelized due to its implementation properties (special variables and optimal scalar product). C-XSC did not seem to be the most efficient tool for time critical applications, consequently we proposed and implemented a new sequential verified solver for dense linear systems for point and interval input data using both infimum-supremum and midpoint-radius arithmetic based on highly optimized libraries (BLAS/ LAPACK). Performance tests showed that the midpointradius algorithm needs approximately the same time to solve a linear system with point or interval input data, while the infimum-supremum algorithm needs much more time for interval data. Considering that, midpoint-radius arithmetic was the natural choice for the next step of this work: the parallel implementation. We then developed a new parallel verified solver for point and interval dense linear systems using midpoint-radius arithmetic, directed roundings and optimized libraries (PBLAS/ ScaLAPACK). The performance results showed that it was possible to achieve very good speed-ups in a wide range of processor numbers for large matrix dimensions for both point and interval input data. In order to overcome the memory limitation imposed by the generation of the whole matrix in one processor, we decided to generate sub-matrices of the input matrix individually on each available node, allowing a better use of the global memory. These modifications made it possible to solve dense systems with up to 100 000 dimension. In addition to that, in order to investigate the portability of the proposed solution, during this thesis, tests were performed using 3 different clusters in Germany (ALiCEnext, XC1 and IC1) with distinct configurations presenting significant results, indicating that the parallel solver scales well even for very large dense systems over many processors. Further investigations were done in two directions: study of the use of dedicated threads to speed up the solver of dense linear systems on shared memory, specially dual-core processors and the use of the ideas presented in this thesis to speed-up the C-XSC library. / Esta tese apresenta uma ferramenta de resolução de sistemas lineares densos pontuais e intervalares. As principais características desta ferramenta são rapidez, confiabilidade e precisão. Esta ferramenta é baseada em um método de resolução de sistemas densos verificado usando arredondamentos direcionados e aritmética intervalar associados a bibliotecas otimizadas e primitivas MPI para prover resultados confiáveis e alto desempenho. A primeira versão paralela foi desenvolvida usando a biblioteca C-XSC. Esta versão não alcançou o desempenho global esperado uma vez que não foi paralelizada totalmente devido a particularidades do C-XSC (variáveis especiais e produto escalar ótimo). Como o C-XSC não se mostrou eficiente para aplicações de grande porte, foi proposta e implementada uma nova versão seqüencial para sistemas lineares densos usando tanto a aritmética de ínfimo e supremo como a aritmética de ponto médio e raio, baseada nas bibliotecas BLAS e LAPACK. Testes de desempenho mostraram que o algoritmo que implementa a aritmética de ponto médio e raio possui um desempenho melhor do que o algoritmo que implementa a aritmética de ínfimo e supremo. Considerando este resultado, a aritmética de ponto médio e raio foi escolhida para a próxima etapa: a implementação paralela. Uma versão paralela para solução de sistemas lineares pontuais e intervalares densos foi então desenvolvida utilizando a aritmética de ponto médio e raio, arredondamentos direcionados e as bibliotecas otimizadas PBLAS e ScaLAPACK. Os resultados mostraram que foi possível alcançar um bom desempenho utilizando um número de processadores variado e proporcionando considerável aceleração na obtenção dos resultados para diferentes tamanhos de matrizes (pontuais e intervalares).A fim de superar as limitações impostas pelo uso da memória na geração de toda a matriz em um só processador, uma nova versão foi implementada. Esta versão gera as sub-matrizes da matriz principal em cada processador, permitindo uma melhor utilização da memória global disponibilizada pelo Cluster. Estas alterações tornaram possível resolver sistemas densos de dimensão 100 000. Para investigar a portabilidade da solução proposta, os testes foram realizados em 3 Clusters diferentes na Alemanha (ALiCEnext, XC1 e IC1). Cada um destes Clusters possui configurações distintas e apresentaram resultados significativos, indicando que a versão paralela possui uma boa escalabilidade para sistemas lineares muito grandes usando um número variado de processadores. Outros estudos foram realizados em duas direções. O primeiro diz respeito ao uso de threads dedicadas para aumentar o desempenho da solução de sistemas lineares usando memória compartilhada (em especial para processadores dual-core). Também foi estudada a utilização dessas idéias para aumentar o desempenho da solução usando C-XSC.

Fenômenos naturais, tecnológicos e industriais podem, em geral, ser modelados de modo acurado através de equações diferenciais parciais, definidas sobre domínios contínuos que necessitam ser discretizados para serem resolvidos. Dependendo do esquema de discretização utilizado, pode-se gerar sistemas de equações lineares. Esses sistemas são, de modo geral, esparsos e de grande porte, onde as incógnitas podem ser da ordem de milhares, ou até mesmo de milhões. Levando em consideração essas características, o emprego de métodos iterativos é o mais apropriado para a resolução dos sistemas gerados, devido principalmente a sua potencialidade quanto à otimização de armazenamento e eficiência computacional. Uma forma de incrementar o desempenho dos métodos iterativos é empregar uma técnica multigrid. Multigrid são uma classe de métodos que resolvem eficientemente um grande conjunto de equações algébricas através da aceleração da convergência de métodos iterativos. Considerando que a resolução de sistemas de equações de problemas realísticos pode requerer grande capacidade de processamento e de armazenamento, torna-se imprescindível o uso de ambientes computacionais de alto desempenho. Uma das abordagens encontradas na literatura técnica para a resolução de sistemas de equações em paralelo é aquela que emprega métodos de decomposição de domínio (MDDs). Os MDDs são baseados no particionamento do domínio computacional em subdomínios, de modo que a solução global do problema é obtida pela combinação apropriada das soluções obtidas em cada um dos subdomínios Assim, neste trabalho são disponibilizados diferentes métodos de resolução paralela baseado em decomposição de domínio, utilizando técnicas multigrid para a aceleração da solução de sistemas de equações lineares. Para cada método, são apresentados dois estudos de caso visando a validação das implementações. Os estudos de caso abordados são o problema da difusão de calor e o modelo de hidrodinâmica do modelo UnHIDRA. Os métodos implementados mostraram-se altamente paralelizáveis, apresentando bons ganhos de desempenho. Os métodos multigrid mostraram-se eficiente na aceleração dos métodos iterativos, já que métodos que utilizaram esta técnica apresentaram desempenho superior aos métodos que não utilizaram nenhum método de aceleração.