A problem with multi-core platforms is the competition of shared cache memory which is also knownas cache contention. Cache contention can negatively affect process reliability, since it can increaseexecution time jitter. Cache contention may be caused by inter-process interference in a system.To minimize the negative effects of inter-process interference, cache memory can be partitionedwhich would isolate processes from each other.In this work, two questions related to cache-coloring based cache partition sizes have been inves-tigated. The first question is how we can use knowledge of execution characteristics of an algorithmto create adequate partition sizes. The second question is to investigate if sweet spots can be foundto determine when cache-coloring based cache partitioning is worth using. The investigation ofthe two questions is conducted using two experiments. The first experiment put focus on howstatic partition sizes affect process reliability and isolation. The second experiment investigatesboth questions by using L3 cache misses caused by a running process to determine partition sizesdynamically.Results from the first experiment shows static partition sizes to increase process reliability andisolation compared to a non-isolated system. The second experiment outcomes shows the dynamicpartition sizes to provide even better process reliability compared to the static approach. Collectively,all results have been fairly identical and therefore sweets spots could not be found. Contributionsfrom our work is a cache partitioning controller and metrics showing the effects of static and dy-namic partitions sizes.

For demanding applications, for example image or video processing, there may be computations that aren’t very suitable for digital signal processors. While a DSP processor is appropriate for some tasks, the instruction set could be extended in order to achieve higher performance for the tasks that such a processor normally isn’t actually design for. The platform used in this project is flexible in the sense that new hardware can be designed to speed up certain computations. This thesis analyzes the computational complex parts of JPEG2000. In order to achieve sufficient performance for JPEG2000, there may be a need for hardware acceleration. First, a JPEG2000 decoder was implemented for a DSP processor in assembler. When the firmware had been written, the cycle consumption of the parts was measured and estimated. From this analysis, the bottlenecks of the system were identified. Furthermore, new processor instructions are proposed that could be implemented for this system. Finally the performance improvements are estimated.

O bom desempenho de uma aplicação paralela é obtido conforme o modo como as técnicas de paralelização são empregadas. Para utilizar essas técnicas, é preciso encontrar uma forma adequada de extrair o paralelismo. Esta extração pode ser feita através de um grafo representativo da aplicação. Neste trabalho são aplicados métodos de particionamento de grafos para otimizar as comunicações entre os processos que fazem parte de uma computação paralela. Nesse contexto, a alocação dos processos almeja minimizar a quantidade de comunicações entre processadores. Esta técnica é frequentemente adotada em Processamento de Alto Desempenho - PAD. No entanto, a construção de grafo geralmente está embutida no programa, cujas estruturas de dados privadas são empregadas na contrução do grafo. A proposta é usar ferramentas diretamente em programas MPI, empregando, apenas, os recursos padr ões da norma MPI 1.2. O objetivo é fornecer uma biblioteca (b -MPI) portável para o escalonamento estático de programas MPI. O escalonamento estático realizado pela biblioteca é feito através do mapeamento de processos Esse mapeamento busca agrupar os processos que trocam muitas informações em um mesma máquina, o que nesse caso diminui o volume de dados trafegados pela rede. O mapeamento será realizado estaticamente após uma execução prévia do programa MPI. As aplicações alvo para o uso da b -MPI são aquelas que mantêm o mesmo padrão de comunicação após execuções sucessivas. A validação da biblioteca foi realizada atrav és da Transformada Rápida de Fourier disponível no pacote FFTW, da resolução do Problema de Transferência de Calor através do Método de Schwarz e Multigrid e da Fatora ção LU implementada no benchmark HPL. Os resultados mostraram que a b -MPI pode ser utilizada para distribuir os processos e cientemente minimizando o volume de mensagens trafegadas pela rede. / A good performance of a parallel application is obtained according to the mode as the parallelization techniques are applied. To make use of these techniques, is necessary to nd an appropriate way to extract the parallelism. This extraction can be done through a representative graph of the application. In this work, methods of partitioning graphs are applied to optimize the communication between processes that belong to a parallel computation. In this context, the processes allocation aims to minimize the communication amount between processors. This technique is frequently adopted in High Performance Computing - HPC. However, the graph building is generally inside the program, that has private data structures employed in the graph building. The proposal is to utilize tools directly in MPI programs, employing only standard resources of the MPI 1.2 norm. The goal is to provide a portable library (b -MPI) to static schedule MPI programs. The static scheduling realized by the library is done through the mapping of processes. This mapping seeks to cluster the processes that exchange a lot of information in the same machine that, in this case decreases the data volume passed through the net. The mapping will be done staticly after a previous execution of a MPI program. The target applications to make use of b -MPI are those whose keep the same communication pattern after successives executions. The library validation is done through the available applications in the FFTW package, the solving of the problem of Heat Transference through the Additive Schwarz Method and Multigrid and the LU factorization implemented in the HPL benchmark. The results show that b -MPI can be utilized to distribute the processes ef ciently minimizing the volume of messages exchanged through the network.

A região costeira do sul do Brasil está inserida no bioma Pampa e sua vegetação natural apresenta um mosaico de formações, incluindo áreas de campos utilizadas para pastejo bovino. Os campos do litoral representam uma das fisionomias do bioma Pampa mais convertida para outros usos. Nessa região poucos estudos florísticos isolados foram realizados recentemente, enquanto estudos ecológicos sobre a interação da vegetação campestre com variáveis ambientais e espaciais são ainda mais escassos. Buscamos realizar um amplo estudo descritivo e ecológico da vegetação dos campos arenosos costeiros ao longo de 536 km no sul do Brasil. Amostramos 16 áreas distribuídas ao longo da planície costeira, com 15 parcelas de 1 m² por área. As espécies foram classificadas segundo suas formas de crescimento, origem e grau de ameaça. Também variáveis climáticas, edáficas e as coordenadas geográficas para cada área foram observadas. Através de análises multivariadas (ordenações e partição de variância) verificamos a contribuição relativa do ambiente e do espaço para variação na composição de espécies entre áreas. Foram encontradas 221 espécies, 14 eram exóticas e duas ameaçadas. Axonopus aff. affinis, Paspalum notatum e Paspalum pumilum foram algumas das espécies mais importantes caracterizando as áreas. A maior parte da cobertura vegetal é por espécies de gramíneas prostradas, que está relacionado com a presença de pastejo em todas as áreas. A mudança na composição das comunidades entre áreas está relacionada, em sua maior parte, à mudança de variáveis climáticas, como também ao espaço, já que ambos variam juntamente. Observamos que apesar da homogeneidade nas condições edáficas, em escala refinada pudemos observar a influência do solo na variação da comunidade. Os campos da planície costeira possuem uma fisionomia ímpar, porém as áreas remanescentes estão vulneráveis, principalmente pela fragmentação da paisagem. Práticas de manejo, principalmente pecuária, deveriam considerar a fragilidade do solo dessa região, adotando níveis mais baixos de carga animal para contribuir com a preservação dos últimos fragmentos desta formação. / The coastal region of southern Brazil is inserted into the Pampa biome and its natural vegetation presents a mosaic of formations, including areas of grasslands used for cattle grazing. The coastal grasslands represent one of the Pampa biome physiognomies most converted to other uses. In this region a few floristic isolated studies were recently conducted, while ecological studies about the interaction of vegetation with environmental and spatial variables are even rarer. We aimed to realize a broad descriptive and ecological study of the vegetation of the coastal sandy grasslands along 536 km in southern Brazil. We sampled 16 areas distributed along the coastal plain, with 15 plots of 1 m² per area. The species were classified according to their growth forms, origin and degree of threat. Also climate, soil characteristics and geographic coordinates for each area were observed. By using multivariate analyzes (ordination and variation partitioning) we verified the relative contribution of environment and space for variation in species composition between areas. We found 221 species, from which 14 were exotic and two threatened. Axonopus aff. affinis, Paspalum notatum and Paspalum pumilum were some of the most important species characterizing the areas. Most of the vegetation cover is by prostrate species of grasses, which is related to the presence of grazing in all areas. The change in community composition between areas is mostly related, to changing in climatic variables, as well as to space, since both vary together. We observed that despite the homogeneity in the soil conditions, in fine scale we could observe the influence of the soil in community variation. The coastal grasslands have a unique physiognomy, but the remnant areas are vulnerable, mainly by landscape fragmentation. Management practices, especially livestock, should consider the fragility of the soil of this region, adopting lower stocking levels to contribute to the preservation of the last fragments of this formation.

Orientador: Eduardo Candido Xavier / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T07:52:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faleiros_ThiagodePaulo_M.pdf: 2870028 bytes, checksum: fc82c1cba0951230720985bb3a712fd0 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Investigamos Problemas de Particionamento de objetos que têm relações de similaridade entre si. Instâncias desses problemas podem ser representados por grafos, em que objetos são vértices e a similaridade entre dois objetos é representada por um valor associado à aresta que liga os objetos. O objetivo do problema é particionar os objetos de tal forma que objetos similares pertençam a um mesmo subconjunto de objetos. Nosso foco é o estudo de algoritmos para clusterização em grafos, onde deve-se determinar clusteres tal que arestas ligando vértices de clusteres diferentes tenham peso baixo e ao mesmo tempo as arestas entre vértices de um mesmo cluster tenha peso alto. Problemas de particionamento e clusterização possuem aplicações em diversas áreas, como mineração de dados, recuperação de informação, biologia computacional, entre outros. No caso geral estes problemas são NP-Difíceis. Nosso interesse é investigar algoritmos eficientes (com complexidade de tempo polinomial) e que gerem boas soluções, como Heurísticas, Metaheurísticas e Algoritmos de Aproximação. Dentre os algoritmos estudados, implementamos os mais promissores e fazemos uma comparação de seus resultados utilizando instâncias geradas computacionalmente. Por fim, propomos um algoritmo que utiliza a metaheurística GRASP para o problema considerado e mostramos que, para as instâncias de testes geradas, nosso algoritmo obtém melhores resultados / Abstract: In this work we investigate Partitioning Problems of objects for which a similarity relations is defined. Instance to these problems can be represented by graphs where vertices are objects, and the similarity between two objects is represented by a value associated with an edge that connects objects. The problem objective is to partition the objects such that similar objects belong to the same subset of objects. We study clustering algorithms for graphs, where clusters must be determined such that edges connecting vertices of different clusters have low weight while the edges between vertices of a same cluster have high weight. Partitioning and clustering problems have applications in many areas, such as data mining, information retrieval, computational biology, and others. Many versions of these problems are NP-Hard. Our interest is to study eficient algorithms (with polynomial time complexity) that generate good solutions, such as Heuristics, Approximation Algorithms and Metaheuristics. We implemented the most promising algorithms and compared their results using instances generated computationally. Finally, we propose a GRASP based algorithm for the partition and clustering problem and show that, for the generated test instances, our algorithm achieves better results / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Watson Loh / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T21:50:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sassonia_RogerioCorte_M.pdf: 3284014 bytes, checksum: 197516cc0b2912a8d5f63b8f74a2073e (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Orientadores: Sergio Furtado dos Reis, Glauco Machado / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T02:04:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_MarcioSilva_D.pdf: 2407731 bytes, checksum: 8775de8c335558a4381e1293aad0f17e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A teoria ecológica clássica, em especial a teoria de nicho, foi construída sob a suposição de que os indivíduos de uma população são equivalentes em termos da utilização de recursos. Entretanto, é sabido que os indivíduos de uma população podem variar no uso de recursos e que essa variação pode ter importantes implicações ecológicas e evolutivas. Essa variação interindividual pode dar origem a morfotipos discretos (¿polimorfismo de recursos¿) ou ser contínua (¿especialização individual¿). O presente estudo teve como objetivo investigar a variação interindividual no uso de recursos em quatro populações de rãs do Cerrado brasileiro (Leptodactylus sp., L. fuscus, Eleutherodactylus cf. juipoca e Proceratophrys sp.), uma população de vespas-caçadoras de uma área de Mata Atlântica (Trypoxylon albonigrum) e uma população do peixe lacustre Gasterosteus aculeatus da Columbia Britânica, Canada. Houve evidência de variação interindividual em todas as populações estudadas, indicando que esse fenômeno não é exclusivo de comunidades temperadas de baixa diversidade. Houve uma associação entre a amplitude dos nichos populacionais e o grau de variação interindividual, indicando que os nichos individuais permanecem estreitos apesar da expansão do nicho populacional. Esse padrão é consistente com a presença de trade-offs funcionais associados ao uso dos recursos. A base dos trade-offs permanece desconhecida no caso das rãs e das vespas, mas é provavelmente comportamental. No caso de G. aculeatus, os trade-offs têm base morfológica, mas são mediados pelo comportamento. Além disso, foi identificado um padrão de partição de recursos inédito nesses peixes, em que os indivíduos formam microguildas que representam subdivisões dos recursos litorâneos e pelágicos. São propostos dois novos métodos para a investigação da variação intrapopulacional no uso de recursos, um deles baseado no uso de isótopos estáveis de carbono (d13C) e o outro na teoria de redes complexas / Abstract: Ecological theory, and specially niche theory, was built on the assumption that individuals are equivalent in terms of resource use. However, the individuals in a population may vary in their resources, and this interindividual variation may have important ecological and evolutionary implications. Such variation may give rise to discrete morphological groups (¿resource olymorphism¿) or it may be more continuous (¿individual specialization¿). In the present study, we investigated interindividual variation in resource use in four populations of frogs inhabiting the Brazilian Cerrado (Leptodactylus sp., L. fuscus, Eleutherodactylus cf. juipoca e Proceratophrys sp.), one population of hunting-wasp of the Atlantic Rainforest (Trypoxylon albonigrum), and one population of sticklebacks (Gasterosteus aculeatus) from British Columbia, Canada. We found evidence of interindividual diet variation in all studied populations, indicating that such variation is not restricted to temperate, depauperate comunities. There was an association between niche width and the degree of interindividual variation, indicating that individual niches remain constrained as the population niche expands. This pattern is consistent with the presence of functional trade-offs associated with resource use. In the case of the frogs and the wasps, the nature of the trade-offs remains unknown, but are likely to be behavioral. In the sticklebacks, the trade-offs have a morphological basis, but are mediated by behavior. We found that individual sticklebacks partition resources within littoral and within pelagic prey, which represents a finer pattern of resource partitioning than the traditional ¿littoral-pelagic¿ dichotomy. Two new methods for the quantification of interindividual diet variation are proposed, one based on carbon stable isotopes (d13C) and another based on complex-network theory / Doutorado / Ecologia / Doutor em Ecologia

O objetivo deste estudo foi quantificar a produtividade de biomassa e energia (parte aérea), bem como a produtividade da água (PA) em 24 variedades de cana-de-açúcar, submetidas à irrigação plena e ao déficit hídrico, durante o estádio de crescimento dos colmos. Foram instalados dois experimentos, em casa de vegetação, na área do Departamento de Engenharia de Biossistemas da ESALQ/USP, Piracicaba, SP. O Experimento-1 avaliou dez variedades de canade- açúcar em solo de textura argilosa (RB835054, RB855453, RB855536, RB925211, RB867515, SP89-1115, SP81-3250, CTC14, CTC8 e CTC6) e o Experimento-2, quatorze variedades em solo de textura franco-arenosa (RB925345, RB855156, RB966928, RB72454, RB92579, IACSP95- 5000, Caiana, SP83-2847, SP90-3414, SP79-1011, CTC17, CTC15, CTC9 e CTC2). Para ambos os experimentos foram adotadas duas formas de manejo da irrigação: T100 - irrigação plena com reposição de 100% da evapotranspiração da cultura (ETc), mantendo-se o solo com umidade próxima a capacidade de campo, e T70 - irrigação com 70% da lâmina de reposição de T100. A diferenciação das irrigações iniciou-se aos 101 dias após o corte (DAC) da cana-planta, correspondendo ao final do perfilhamento intenso e inicio da fase de crescimento dos colmos (1ª soca). Observou-se variação na produtividade da água em biomassa fresca de colmos (PABFC) na ordem de 16,22 a 29,21 kg m-3 em função das variedades e dos manejos de irrigação aplicados. Destacaram-se as variedades CTC6, CTC14, RB867515, SP81-3250 e RB92579, em T100, e as variedades CTC6, CTC14 e SP90-3414, em T70. Em termos de produtividade da água em biomassa de açúcar total recuperável (PABATR), observou-se variação entre 1,95 e 3,84 kg m-3, destacando-se as variedades CTC6 e RB92579 (T100) e as variedades RB835054 e RB966928 (T70). A produtividade da água em biomassa seca total da parte aérea (PABTPA) variou entre 6,98 e 11,94 kg m-3 com destaque para as variedades RB92579 e SP81-3250 (T100), e SP90-3414 e SP81-3250 (T70). Para a produtividade da água em energia total (PATOT), verificou-se variação entre 101,17 e 174,65 MJ m-3, com melhores desempenhos para as variedades SP81-3250, CTC6, CTC17 e RB92579 (T100), e SP90-3414, SP81-3250 e CTC6 (T70). / The purpose of this study was to observe the response on biomass yield and energy (shoot) as well as the water productivity (WP) for 24 sugarcane varieties, subjected to full and deficit irrigation during stalk growth stage. Two experiments were established under greenhouse conditions on Biosystems Engineering Department, ESALQ/USP, Piracicaba, SP. The Experiment - 1 evaluated ten varieties on a clay soil (RB835054, RB855453, RB855536, RB925211, RB867515, SP89-1115, SP81-3250, CTC14, CTC8 e CTC6) and the Experiment - 2, fourteen varieties on a sandy-loam soil (RB925345, RB855156, RB966928, RB72454, RB92579, IACSP95-5000, Caiana, SP83-2847, SP90-3414, SP79-1011, CTC17, CTC15, CTC9 e CTC2). In both experiments were adopted two forms of irrigation management: T100 - full irrigation with 100% crop evapotranspiration replacement, maintaining soil moisture near field capacity, and T70 - irrigation with 70% of water depth applied in T100. The differentiation of irrigations was initiated at 101 days after harvest (DAH) of cane-plant, corresponding to the end of tillering and the beginning of intense stalk growth phase (first ratoon). It was observed variation in water productivity of stalk fresh biomass (WPSFB) from 16.22 to 29.21 kg m-3, according of the varieties and irrigation management applied. The highest values were observed in varieties CTC6, CTC14, RB867515, SP81-3250 and RB92579, full irrigation conditions (T100), and CTC6, CTC14 and SP90-3414, deficit irrigation conditions (T70). The water productivity of total recoverable sugar (WPTRS) ranged from 1.95 to 3.84 kg m-3, highest values were observed in varieties CTC6 and RB92579 (T100), as well as RB835054 e RB966928 (T70). For water productivity of total shoot dry biomass (WPTSDB) ranged from 6.98 to 11.94 kg m-3 with better performance observed in varieties RB92579 and SP81-3250 (T100), as well as SP90-3414 and SP81-3250 (T70). The water productivity of total energy (WPTE) varied from 101.17 to 174.65 MJ m-3 with highest values in varieties SP81-3250, CTC6, CTC17 and RB92579 (T100), as well as SP90-3414, SP81-3250 and CTC6 (T70).

Este trabalho descreve a prova de conceito de uma abordagem que utiliza o modelo de computação a fluxo de dados, inerentemente paralelo, associado ao modelo de computação reconfigurável parcial e dinamicamente, visando à obtenção de sistemas computacionais de alto desempenho. Mais especificamente, trata da obtenção de um modelo para o particionamento dos grafos a fluxo de dados dinâmicos e de um protocolo de comunicação entre suas partes, a fim de permitir a sua implementação em arquiteturas dinamicamente reconfiguráveis, em especial em FGPAs Virtex da Xilinx. Enquadra-se no contexto do projeto ChipCFlow, de escopo mais amplo, que pretende obter uma ferramenta para geração automática de descrição de hardware sintetizável, a partir de código em alto nível, escrito em linguagem C, fazendo uso da abordagem a fluxo de dados para extrair o paralelismo implícito nas aplicações originais. O modelo proposto é aplicado em um grafo a fluxo de dados dinâmico, e através de simulações sua viabilidade é discutida / This work describes the concept of an approach that uses data ow computational model, inherently parallel, associated with de reconfigurable computing model, partial and dynamic, in order to obtain high performance computational systems. More specifically, it is about a model to the partitioning and communication between partitioned sectors of a CDFG (Control Data Flow Graph) in order to map these graphs on a partial reconfiguration FPGA fabric, in special Virtex II/II-Pro from Xilinx. It is part of the ChipCFlow project, that has a bigger scope, and that aims to automatically obtain syntetisable hardware descriptions, from high level code written in C and, by using a data flow approach to extract implicit parallelism in original applications. The model obtained is extensively explained and applied to an example of CDFG, where by means of simulations its feasibility is discussed

Orientador: Cid Carvalho de Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T04:31:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Braga_AndreideAlmeidaSampaio_M.pdf: 1060769 bytes, checksum: 789d9000e49ebe5d5a54a275c6018cb6 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O problema de particionamento de conjuntos (SPP, do inglês set partitioning problem) é considerado um dos problemas de otimização combinatória com mais vasta gama de aplicações. Para solucioná-lo, utilizam-se comumente métodos tradicionais para a resolução de problemas NP - Difíceis. Nesta dissertação, estuda-se o uso da combinação de relaxação Lagrangiana com planos de corte. Relaxação Lagrangiana é uma técnica que tem sido usada com bastante sucesso para atacar vários problemas NP-Difíceis. Os algoritmos relax-and-cut, em especial, onde se adicionam dinamicamente planos de corte a relaxações Lagrangianas, têm ganhado bastante destaque nas últimas décadas. Em [15], Cavalcante et al. aplicam um algoritmo relax-and-cut ao SPP e obtém ótimos resultados. No entanto, tal algoritmo, bem como implementações em geral da citada combinação, são ainda passíveis de refinamentos e extensões. O estudo proposto aqui é realizado por meio das seguintes extensões do referido algoritmo: a implementação de uma partida quente para o multiplicador de uma inequação adicionada; a incorporação do algoritmo a uma enumeração, gerando, assim, um branch-and-cut baseado em relaxação Lagrangiana para o SPP; a implementação do citado branch-and-cut com o emprego de relaxações alternativas e a implementação de uma versão distribuída do algoritmo / Abstract: The set partitioning problem (SPP) is considered one of the combinatorial optimization problems with the widest range of applications. To solve the SPP, one commonly uses traditional methods for NP-Hard problem solving. In this dissertation, we study the use of the combination of Lagrangean relaxation with cutting planes. Lagrangean relaxation is a technique that has been used quite successfully to tackle several NP-Hard problems. In particular, relax-and-cut algorithms, in which cutting planes are added dynamically to Lagrangean relaxations, have gained much importance in the last decades. In [15], Cavalcante et al. applied a relax-and-cut algorithm to the SPP and obtained promising results. However, that algorithm, as well as implementations of the mentioned combination in general, are still subject to refinements and extensions. The study proposed here is carried out through the following extensions of that algorithm: the implementation of a warm start to the multiplier of an added inequality; the incorporation of the algorithm to an enumeration, thus generating a Lagrangean relaxation based branch-and-cut for the SPP; the implementation of that branch-and-cut with the use of alternative relaxations and the implementation of a distributed version of the algorithm / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação