Orientadores: Ruben Augusto Romero Lazaro, Andre Luiz Morelato França / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:23:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_SergioAzevedode_D.pdf: 11876459 bytes, checksum: 5fe45b6ab623e895fe15f36e44d5bd24 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidas diversas metaheuristicas combinatorias para a resolução do problema do planejamento da expansão da transmissão dos sistemas de energia eletrica analisado do ponto de vista estatico e a longo prazo, dentre as quais uma versão paralela da metodologia ¿simulated annealing¿ e diversas versões paralelas de algoritmos geneticos; alem de um time assincrono cujos agentes são variantes destas metaheuristicas. Todas estas versões são inicializadas por um time assincrono de algoritmos heuristicos construtivos e executadas em um ambiente de processamento distribuido composto por uma rede heterogenea de estações SUN, sistema operacional SunOS, com biblioteca para processamento paralelo PVM. Foram feitos diversos testes para os sistemas: Garver (6 barras/15 ramos), Sul brasileiro (46 barras/79 ramos), Norte-Nordeste brasileiro (87 barras/179 ramos) e sistema colombiano (93 barras/155 ramos), e os resultados comprovam a eficacia das metodologias propostas quando comparados com os resultados das versões seriais de cada metaheuristica isoladamente, bem como mostram uma redução significativa nos tempos de processamento / Abstract: In this work, several combinatorial metaheuristics are developed for solving the transmission expansion planning problem of electric power systems that is analysed considering the static and long-term approach, e.g. a parallel version of the simulated annealing methodology and several parallel versions of a genetic algorithms, besides an asynchronous team which agents are variants of these metaheuristics. All of these versions are initialized by an asynchronous team of constructive heuristic algorithms, executed in a distributed processing environment, composed of a heterogeneous network of SUN workstations, SunOS, with PVM parallel processing library. Several tests are effectuated for the systems: Garver (6 busses/15 branches); brazilian South (46 busses/79 branches), brazilian North/Northeast (87 busses/179 branches) and the colombian system (93 busses/155 branches). The results show the efficiency of the proposed methodologies when compared to the serial versions of each metaheuristic isolatedely, as well as a significative reduction on the processing times / Doutorado / Engenharia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Ricardo de Oliveira Anido / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T02:30:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Conceicao_DarioVieira_M.pdf: 2160223 bytes, checksum: ebf18e2f4e144875c36dd8c5da967522 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A rápida expansão da tecnologia de comunicação sem fio e dos serviços de satélite proporcionaram o aparecimento de um novo paradigma no campo da ciência da computação, chamado computação móvel Nos sistemas móveis as soluções para o problema de distribuição diferem das existentes em computação distribuída convencional, devido a características intrínsecas do ambiente móvel, tais como: desconexão, mobilidade, estreita banda passante, alta latência, baixa capacidade de armazenamento e consumo de energia. Assim, embora as soluções básicas de problemas distribuídos sejam bem entendidas, uma análise de algumas destas em relação ao ambiente de computação móvel pode ser de vital importância na busca de novas soluções, adequadas a este ambiente. Esta dissertação analisa aspectos de um problema específico em sistemas distribuídos - consistência de dados - no contexto de computação móvel. São apresentados um novo modelo de execução de transação e um novo protocolo de gravação e recuperação de estados globais consistentes, ambos formando um arcabouço de consistência de dados adequado ao ambiente de computação móvel. / Abstract: The fast advance in wireless communication technologies and satellites service have enabled the appearance of a new paradigm in computer science, called mobile computing. Solutions to problems in mobile computing are different from those to traditional distributed systems, due to a set of inherent characteristics of mobile environment, like: mobility, frequent disconnection, low bandwidth, high latency, reduced storage capacity-limited battery life and small screen sizes. Therefore, although the basic issues in the traditional distributed environment are well understood, a review of some of these issues with respect to the mobile environment are useful to comprehend those characteristics. In this dissertation it is proposed a new transaction model and a new checkpoint protocol for the mobile environment. The transaction model and checkpoint protocol form an adequate framework for data consistency to mobile computing environment. / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Christiano Lyra Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T13:52:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tao_WelfaneKemil_M.pdf: 5537070 bytes, checksum: daa47ae9abdc3c330e9d2f1c0deea02e (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Esse trabalho trata o problema da minimização das perdas em sistemas de distribuição de energia elétrica. Considerando a restrição da operação radial da rede de distribuição, o problema pode ser formulado como uma generalização da árvore recobridora de custo mínimo. A solução de mínimas perdas é obtida em duas etapas. A restrição de radialidade é relaxada na primeira etapa, obtendo-se uma solução otimista para o problema. Na segunda etapa, utiliza-se uma estratégia de busca para encontrar a solução ótima global factível do problema, guiada pelas informações da solução otimista. A solução otimista é obtida através de técnicas de otimização de fluxos não lineares em redes. A estratégia de busca usa procedimentos da área de inteligência artificial. Técnicas de processamento paralelo auxiliam a obtenção mais rápida da solução ótima / Abstract: This thesis addresses the problem of loss minimization for electric energy distribution system. As distribution networks operates radially, the problem can be formulated as a generalization of minimum spanning tree problem. The minimum loss solution is obtained in two steps. The constraint of radial operation is relaxes in the first step, leading to an optimistic solution. Information from optimistic solution is used to guide search strategies for obtain the optimal feasible solution. Non-linear network flow methods are adopted to find the optimistic solution. The search strategies is based on concepts from the field of artificial intelligence. Parallel processing speeds the search of optimal solution / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Denis Jose Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T22:19:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PedrosoJunior_Carlos_M.pdf: 3812702 bytes, checksum: e659e4fb4be798c69cdb344283f4606a (MD5) Previous issue date: 1999 / Mestrado

Memória Transacional tem se demonstrado um paradigma promissor na implementação de aplicações concorrentes sob memória compartilhada que busquem evitar um modelo de sincronização baseado em locks. Em vez de sujeitar a execução a um acesso exclusivo com base no valor de um lock que é compartilhado por threads concorrentes, uma aplicação sob Memória Transacional tenta executar seções críticas de modo otimista, desfazendo as modificações no caso de um conflito de acesso à memória. Entretanto, apesar de a abordagem baseada em locks ter adquirido um número significativo de ferramentas automatizadas para a depuração, profiling e otimização automatizados (por ser uma das técnicas de sincronização mais antigas e mais bem pesquisadas), o campo da Memória Transacional ainda é comparativamente recente, e programadores frequentemente precisam adaptar manualmente suas aplicações transacionais ao encontrar problemas de eficiência. Este trabalho propõe um sistema no qual o profiling de código em uma implementação de Memória Transacional simulada é utilizado para caracterizar uma aplicação transacional, formando a base para uma parametrização automatizada do respectivo sistema especulativo para uma execução eficiente do código em questão. Também é proposta uma abordagem de escalonamento de threads guiado por profiling em uma implementação de Memória Transacional baseada em software, usando dados coletados pelo profiler para prever a probabilidade de conflitos e determinar que thread escalonar com base nesta previsão. São apresentados os resultados de experimentos sob ambas as abordagens. / Transactional Memory has shown itself to be a promising paradigm for the implementation of shared-memory concurrent applications that eschew a lock-based model of data synchronization. Rather than conditioning exclusive access on the value of a lock that is shared across concurrent threads, Transactional Memory attempts to execute critical sections optimistically, rolling back the modifications in the event of a data access conflict. However, while the lock-based approach has acquired a significant body of debugging, profiling and automated optimization tools (as one of the oldest and most researched synchronization techniques), the field of Transactional Memory is still comparably recent, and programmers are usually tasked with an unguided manual tuning of their transactional applications when facing efficiency problems. We propose a system in which code profiling in a simulated hardware implementation of Transactional Memory is used to characterize a transactional application, which forms the basis for the automated tuning of the underlying speculative system for the efficient execution of that particular application. We also propose a profile-guided approach to the scheduling of threads in a software-based implementation of Transactional Memory, using collected data to predict the likelihood of conflicts and determine what thread to schedule based on this prediction. We present the results achieved under both designs.

Orientadores: Alcir Jose Monticelli, Ariovaldo Verandio Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T14:56:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sato_Fujio_D.pdf: 8110910 bytes, checksum: ae60d1e9b50e670431be8430488de6e4 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Este trabalho apresenta a paralelização de um programa de análise de curto-circuito probabilístico utilizando o método de Monte Cado para sistemas de potência. O programa, originariamente desenvolvido e implementado em computadores seqüenciais, foi codificado para dois ambientes distintos de alto desempenho (paralelo e distribuído), tendo como um dos objetivos a verificação de alguns itens importantes concernentes ao processamento paralelo, tais como: portabilidade, desempenho, escalabilidade e comunicação. As implementações paralela e distribuída desta aplicação foram feitas com dois modelos de programação concorrente: o SP M D (Single Process Multiple Data) e o Mestre/Escravo. Os resultados foram obtidos através de testes em quatro sistemas elétricos da região Sul-Sudeste do Sistema Interligado brasileiro / Abstract: This work presents the parallelization of a power system probabilistic short-circuit analysis program using Monte Gar/o method. A sequential version of the code, originally developed for one-processor machine, was extended to two different high performance computer system architectures (parallel and distributed). The main objective of the research was to study issues such as portability, performance, scalability and communication. Two programming models have been implemented on both architectures: SP MD, (Single Process Multiple Data) and MasterjSlave. The architectures and the models have been evalueted by simulation on four real-life networks of the brazilian South-Southeast interconnected system / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Andre Luiz Morelato França / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T19:56:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_MarceloStehlingde_M.pdf: 5494447 bytes, checksum: f072d9a7bca5ed6b2cd43fc05262a31f (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: o objetivo desta dissertação é investigar a viabilidade de se utilizar ambientes de computação distribuída para avaliar de forma on-line o nível de segurança dinâmica de sistemas elétricos de potência. No primeiro capítulo são apresentados alguns conceitos básicos sobre análise e determinação da segurança dinâmica em sistemas de energia elétrica bem como uma revisão bibliográfica de trabalhos e publicações relacionados com a área. No segundo capítulo é descrito o problema abordado bem como são apresentados os métodos de solução utilizados para efetuar a avaliação da segurança. A partir de uma lista de contingências dinâmicas, calcula-se a estabilidade transitória relativa a cada contingência usando-se simulação no domínio do tempo. Margens de estabilidade ou instabilidade são obtidas aplicando-se técnicas baseadas na teoria da função transitória da energia. o terceiro capítulo apresenta os ambientes computacionais distribuídos utilizados para avaliar o desempenho da implementação da análise on-line. O quarto capítulo descreve a implementação do método de análise on-line da estabilidade transitória em ambientes distribuídos utilizando o software PVM para gerenciar a comunicação e a coordenação dos processos entre as diversas máquinas do ambiente. No quinto capítulo são apresentados e comentados, para diversos ambientes distribuídos, os resultados de desempenho obtidos utilizando-se uma rede elétrica real Sul-Sudeste com 320 barras e 46 geradores. Os resultados mostram que é possível analisar de 100 a 200 contingências, na rede acima, usando modelo detalhado para geradores em cerca de 5 minutos. As conclusões contidas no sexto capítulo indicam que é viável a solução do problema usando sistemas homogêneos de computação distribuída, baseados na tecnologia RISC atual e softwares tipo PVM para gerenciar os processos / Abstract: In this thesis a network of several computers, working as a virtual parallel machine, is used to perform on-line power systems transient stability assessment based on time-domain simulation over a list of contingencies. The whole distributed computing system is operated and controlled by PVM (Parallel Virtual Machine) software. Performance test results are presented using a real-world power system database with 320 buses and 46 generators, showing that from 100 to 200 contingencies can be analyzed in about 5 minutes, depending on the distributed environment. From the implementation and test results, the following conclusions can be drawn: on-line transient stability assessment is feasible when implemented on homogeneous distributed computing environments and PVM package shows promise to control efficiently distributed environments / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Hans Kurt Edmund Leisenberg / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação / Made available in DSpace on 2018-07-18T09:33:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalcanti_CarlosFredericoMarcelodaCunha_M.pdf: 2077810 bytes, checksum: c17ae9fa4d6e194954a64c2ad678a02f (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Um sistema multicomputacional possui características que, quando bem exploradas, permitem obter um ganho real em desempenho e funcionalidade não encontrados em outros sistemas, ou mesmo em cada computador individualmente. Para explorar estas características é necessário integrar, de uma forma adequada, todos os recursos individuais em um recurso único, agora representados pelo sistema. Assim, a interligação de todos os computadores refletirá em ganho caso haja uma efetiva cooperação entre eles. Quanto maior o comprometimento dos elementos que participam desta cooperação - hardware, sistema operacional, linguagens e ferramentas de apoio - com o sistema multicomputacional, maior será o ganho de desempenho e funcionalidade do sistema. Esta dissertação caracteriza estes mecanismos (agentes) que possuem o objetivo de viabilizar a cooperação dos processadores em um sistema multicomputacional através da distribuição de código. Para que isto fosse possível foi idealizado uma entidade abstrata denominada camada de redirecionamento. A camada de redirecionamento juntamente com seu modelo computacional constituem um novo paradigma para a análise de sistemas distribuídos. Vários sistemas multicomputacionais são discutidos analisando a distribuição de código sob a óptica da camada de redirecionamento. / Abstract: A multicomputer system has some characteristics which, when well explored, allow us to get real throughtput and funcionality that aren't found in other systems, or even in each individual computer. In order to explore these characteristics it is necessary to integrate, in an adequate manner, all the single resources in only one resource, now representing the system. .So, the integration of individual computers will produce in a gain if a real cooperation among them is established. The greater the engagement of these elements - hardware, operating systems, languagens and support tools - with the multicomputer system, the greater will be the gain of throughtput and funcionality of the system. This dissertation characterizes these mechanisms (agents) whose aim is to make the cooperation of processors in a multicomputer system possible via code distribution. In order to achive this goal, an abstract entity and its computacional model were idealized which establishes a new paradigm for the analysis of distributed systems. Several multicomputer systems are discussed and their code distribution analysed under the proposed redirection layer paradigm. / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Applications such as electronic commerce, computer networks, social networks, and biology (protein interaction), to name a few, have led to the production of graph-like data in planetary scale { possibly with millions of nodes and billions of edges. These applications pose challenging problems when the task is to use their data to support decision making processes by means of non-obvious and potentially useful patterns. In order to process such data for pattern discover, researchers and practitioners have used distributed processing resources organized in computational clusters. However, building and managing such clusters can be complex, bringing technical and financial issues that can be prohibitive in a variety of scenarios. Alternatively, it is desirable to process large scale graphs using only one computational node. To do so, we developed processes and algorithms according to three different approaches, building up towards an analytical set capable of revealing patterns, comprehension, and to help with the decision making process over planetary-scale graphs. / Aplicações como comércio eletrônico, redes de computadores, redes sociais e biologia (interação proteica), entre outras, levaram a produção de dados que podem ser representados como grafos à escala planetária { podendo possuir milhões de nós e bilhões de arestas. Tais aplicações apresentam problemas desafiadores quando a tarefa consiste em usar as informações contidas nos grafos para auxiliar processos de tomada de decisão através da descoberta de padrões não triviais e potencialmente utéis. Para processar esses grafos em busca de padrões, tanto pesquisadores como a indústria tem usado recursos de processamento distribuído organizado em clusters computacionais. Entretanto, a construção e manutenção desses clusters pode ser complexa, trazendo tanto problemas técnicos como financeiros que podem ser proibitivos em diversos casos. Por isso, torna-se desejável a capacidade de se processar grafos em larga escala usando somente um nó computacional. Para isso, foram desenvolvidos processos e algoritmos seguindo três abordagens diferentes, visando a definição de um arcabouço de análise capaz de revelar padrões, compreensão e auxiliar na tomada de decisão sobre grafos em escala planetária.

A exploração eficiente do paralelismo no nível de threads tem sido um desafio para os desenvolvedores de softwares. Como muitas aplicações não escalam com o número de núcleos, aumentar cegamente o número de threads pode não produzir os melhores resultados em desempenho ou energia. No entanto, a tarefa de escolher corretamente o número ideal de threads não é simples: muitas variáveis estão envolvidas (por exemplo, saturação do barramento off-chip e sobrecarga de sincronização de dados), que mudam de acordo com diferentes aspectos do sistema (por exemplo, conjunto de entrada, micro-arquitetura) e mesmo durante a execução da aplicação. Para abordar esse complexo cenário, esta tese apresenta Aurora. Ela é capaz de encontrar automaticamente, em tempo de execução e com o mínimo de sobrecarga, o número ideal de threads para cada região paralela da aplicação e se readaptar nos casos em que o comportamento de uma região muda durante a execução. Aurora trabalha com o OpenMP e é completamente transparente tanto para o programador quanto para o usuário final: dado um binário de uma aplicação OpenMP, Aurora o otimiza sem nenhuma transformação ou recompilação de código. Através da execução de quinze benchmarks conhecidos em quatro processadores multi-core, mostramos que Aurora melhora o trade-off entre desempenho e energia em até: 98% sobre a execução padrão do OpenMP; 86% sobre o recurso interno do OpenMP que ajusta dinamicamente o número de threads; e 91% quando comparado a uma emulação do feedback-driven threading. / Efficiently exploiting thread-level parallelism has been challenging for software developers. As many parallel applications do not scale with the number of cores, blindly increasing the number of threads may not produce the best results in performance or energy. However, the task of rightly choosing the ideal amount of threads is not straightforward: many variables are involved (e.g. off-chip bus saturation and overhead of datasynchronization), which will change according to different aspects of the system at hand (e.g., input set, micro-architecture) and even during execution. To address this complex scenario, this thesis presents Aurora. It is capable of automatically finding, at run-time and with minimum overhead, the optimal number of threads for each parallel region of the application and re-adapt in cases the behavior of a region changes during execution. Aurora works with OpenMP and is completely transparent to both designer and end-user: given an OpenMP application binary, Aurora optimizes it without any code transformation or recompilation. By executing fifteen well-known benchmarks on four multi-core processors, Aurora improves the trade-off between performance and energy by up to: 98% over the standard OpenMP execution; 86% over the built-in feature of OpenMP that dynamically adjusts the number of threads; and 91% over a feedback-driven threading emulation.