Message passing has been the dominant parallel programming model in cluster computing, and libraries like Message Passing Interface (MPI) and Portable Virtual Machine (PVM) have proven their novelty and efficiency through numerous applications in diverse areas. However, as clusters of Symmetric Multi-Processor (SMP) and heterogeneous machines become popular, conventional message passing models must be adapted accordingly to support this new kind of clusters efficiently. In addition, Java programming language, with its features like object oriented architecture, platform independent bytecode, and native support for multithreading, makes it an alternative language for cluster computing. This research presents a new parallel programming model and a library called VCluster that implements this model on top of a Java Virtual Machine (JVM). The programming model is based on virtual migrating threads to support clusters of heterogeneous SMP machines efficiently. VCluster is implemented in 100% Java, utilizing the portability of Java to address the problems of heterogeneous machines. VCluster virtualizes computational and communication resources such as threads, computation states, and communication channels across multiple separate JVMs, which makes a mobile thread possible. Equipped with virtual migrating thread, it is feasible to balance the load of computing resources dynamically. Several large scale parallel applications have been developed using VCluster to compare the performance and usage of VCluster with other libraries. The results of the experiments show that VCluster makes it easier to develop multithreading parallel applications compared to conventional libraries like MPI. At the same time, the performance of VCluster is comparable to MPICH, a widely used MPI library, combined with popular threading libraries like POSIX Thread and OpenMP. In the next phase of our work, we implemented thread group and thread migration to demonstrate the feasibility of dynamic load balancing in VCluster. We carried out experiments to show that the load can be dynamically balanced in VCluster, resulting in a better performance. Thread group also makes it possible to implement collective communication functions between threads, which have been proved to be useful in process based libraries.

Distributed real-time applications require support from the underlying middleware to meet the strict requirements for jitter, latency, and bandwidth. While most existing middleware standards such as MPI do not support Quality of Service (QoS), the MPI/RT standard supports QoS in addition to striving for high performance. This thesis presents HARE, the first known implementation of a subset of the MPI/RT 1.1 standard with time-driven QoS support. This thesis proves the following hypothesis: It is possible to achieve zero-sided communication (a model of communication characterized by the absence of any explicit per-message transfer calls by any of the participating sides) in a real-time environment using a QoS contract between an application and message-passing middleware. Furthermore, it is shown that the performance and predictability of a time-driven task using zero-sided communication is better than that of a best-effort task. The hypothesis is validated through compact MPI/RT application programs that achieve zero-sided communication.

No description available.

No description available.

Introduction: Previous research has shown that sport performance can be facilitated in football using regulatory fit. However, little research has investigated effects of regulatory fit on performance and psychological responses within pressure conditions. Objective: To examine whether female football players experiencing promotion fit will perform better during a football passing task under perceived pressure, compared to a neutral (no fit; control) condition. Methods: In a pre–post-test, independent groups study design, 33 (M=18.03, SD=2.52) female football players were assigned into either an experimental group (n:15, i.e., promotion fit) or a control group (n:18, i.e., no fit). Participants completed a passing drill within two conditions, that is pre-test in no pressure and post-test in pressure, wherein the experimental group received promotion fit instructions while the control group received neutral instructions. Participants also completed a series of psychological measures that are relevant in the study of the performance–pressure relationship (i.e., affect, anxiety, self-confidence, and mental effort). Results: Participants in the promotion fit (experimental) group were protected against performance deterioration to a greater extent than participants in the control group. Furthermore, the experimental group showed psychological responses when performing under pressure that can explain why their performance was protected from deterioration: no difference in mental effort, cognitive anxiety, somatic anxiety, self-confidence and negative affect. Conclusion: Female football players experiencing promotion fit were protected against performance deterioration when performing under pressure. Such promotion fit experience influenced various psychological responses in the direction that are known to be beneficial in sport context when performing under perceived pressure. / Introduktion: Tidigare forskning visar att prestation inom idrott kan underlättas genom användningen av Regulatory fit. Dock, få studier har undersökt effekten av Regulatory fit på prestation och psykologiska reponser under pressade omständigheter. Objektiv: Att undersöka om kvinnliga fotbollsspelare under upplevelsen av promotion fit presterar bättre under upplevd press i en passningsövning, i jämförelse med fotbollsspelare som inte upplever promotion fit (kontrollgrupp) i en passningsövning. Metod: I ett för- och efter-test, oberoende gruppdesign, 33 (M=18.3, SD=2.52) kvinnliga fotbollsspelare tilldelades till antingen en experimentgrupp (n=15, i.e., promotion fit) eller en kontrollgrupp (n=18, i.e., inte fit). Deltagarna genomförde en passningsövning under två förhållanden, vilket innebar, för-test utan press och efter-test med press, där experimentgruppen erhöll instruktioner i promotion fit medan kontrollgruppen erhöll neutrala instruktioner. Deltagarna genomförde även en rad olika psykologiska mätningar som bär relevans inom området rörande press och prestation (i.e., affekt, ångest, självförtroende och mental ansträngning). Resultat: Deltagarna som upplevde promotion fit (experimentgrupp) skyddades mot försämring i prestation i större utsträckning än deltagarna i kontrollgruppen. Fortsättningsvis, experimentgruppen uppvisade psykologiska responser som kan förklara varför prestation under press var skyddat mot försämring: ingen förändring i mental ansträngning, kognitiv oro, somatisk oro, självförtroende och negativ affekt. Konklusion: Resultaten indikerar att kvinnliga fotbollsspelare som upplever promotion fit är skyddade mot försämring i prestation under upplevd press. Upplevelsen av promotion fit influerade diverse psykologiska repsonser i den riktning som anses vara fördelaktig inom idrottssammanhang vid prestation under upplevd press.

No description available.

An einbahnige Außerortsstraßen (Landstraßen) werden sehr hohe Anforderungen gestellt. Einerseits sollen sie eine hohe Verkehrssicherheit aufweisen und andererseits gemäß ihrer Verkehrsbedeutung eine angemessene Verkehrsqualität und Leistungsfähigkeit bereitstellen. Im Landstraßennetz liegt die Erfüllung dieser Anforderungen jedoch vielerorts deutlich unter den Erwartungen. Unfälle auf Landstraßen sind im Vergleich zu Autobahnen oder Innerortsstraßen durch eine besonders hohe Schwere gekennzeichnet. Sehr hohe und oft an den Streckenverlauf nicht hinreichend angepasste Geschwindigkeiten, Fehleinschätzungen von Geschwindigkeiten bzw. Geschwindigkeitsdifferenzen entgegenkommender und vorausfahrender Fahrzeuge sowie die im Standardfall für Überholvorgänge notwendige Nutzung des Gegenfahrstreifens sind die Hauptursachen für die schweren Unfälle auf Landstraßen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der Wirksamkeit von kurz- und mittelfristig umsetzbaren Maßnahmen zur Verbesserung der Verkehrssicherheit auf unfallauffälligen einbahnigen Außerortsstraßen. Die Untersuchungen dafür erfolgten im Rahmen des Großversuches „Außerortsstraßensicherheit“ (AOSI). Im Ergebnis sollten Einsatzempfehlungen für die Planungs- und Entwurfspraxis und für zukünftige Regelwerke für den Landstraßenentwurf abgeleitet werden. Für die Durchsetzung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit wurden auf fünf ausgewählten Bundesstraßenabschnitten linienhaft angeordnete ortsfeste Geschwindigkeitsüberwachungsanlagen (OGÜ) eingerichtet. Auf fünf weiteren Bundesstraßenabschnitten wurde das Überholen nur auf den dafür angelegten Überholfahrstreifen (ÜFS) zugelassen. Auf den verbliebenen zweistreifigen Zwischenabschnitten wurden Überholverbote (ÜV) erlassen. Nach dem von der AOSI-Projektgruppe vorgegebenen Messregime und den so ermittelten Rohdaten wurde eine eigene Untersuchungsmethodik entwickelt und die vorliegende Datenlage entsprechend aufbereitet. Darauf gestützt erfolgte die Auswertung und Interpretation sowie die Ableitung der Empfehlungen. Durch die linienhafte ortsfeste Geschwindigkeitsüberwachung konnte eine deutliche Verbesserung der Verkehrssicherheit erzielt werden und damit das Unfallrisiko auf den Untersuchungsstrecken teils erheblich reduziert werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Grundlage dieser Entwicklung die Durchsetzung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit war, die vor der Überwachung um bis zu 20 km/h überschritten wurde. Diese Entwicklung war nicht nur auf eine Reduktion der Fahrunfälle zurückzuführen. Durch die Verringerung der Geschwindigkeitsunterschiede zwischen den Fahrzeugen sank der Überholdruck, was besonders auf den Untersuchungsstrecken mit einer gestreckten Linienführung auch einen Rückgang der Unfälle im Längsverkehr bewirkte. Nach der Eingewöhnungszeit stellte sich das erwartete Fahrverhalten entlang der Untersuchungsstrecken ein, das nicht mehr durch deutliche Verzögerungs- und Beschleunigungsvorgänge im Bereich der Geschwindigkeitsüberwachungsanlagen geprägt war. Förderlich für diese Entwicklung war trotz anfänglicher Skepsis die breite Akzeptanz der Kraftfahrer zu den OGÜ-Anlagen als sinnvolle Maßnahme zur Verbesserung der Verkehrssicherheit. Erreicht wurde dies mit einer verständlichen Öffentlichkeitsarbeit zu den Hintergründen und Zielen der Maßnahme. Die Kombination von abschnittsweisen sicheren Überholmöglichkeiten (ÜFS) und Überholverboten in den einbahnig zweistreifigen Zwischenabschnitten (ÜV) ist eine geeignete, mittelfristig umsetzbare Maßnahme zur Verbesserung der Verkehrssicherheit. Die Wirkung der Maßnahme ist vorrangig auf die Unfälle im Längsverkehr gerichtet und sollte daher auf Strecken erwogen werden, bei denen das Unfallgeschehen vor allem durch einen hohen Anteil von Überholunfällen gekennzeichnet ist. Der Vorteil liegt im Abbau des Überholdrucks unabhängig von den verfügbaren Zeitlücken im Gegenverkehr. Dafür haben sich auch kurze Überholfahrstreifen (l ≥ 600 m) bewährt, die im Bestandsnetz eher realisierbar sind. Die untersuchte Maßnahmenkombination aus einem sicheren Überholangebot und einem Überholverbot in den einbahnig zweistreifigen Abschnitten erfährt zudem eine hohe Akzeptanz bei den Verkehrsteilnehmern. Durch die Ergebnisse dieser Arbeit liegen Empfehlungen vor, um die Verkehrssicherheit auf unfallauffälligen Abschnitten einbahniger Außerortsstraßen kurz- und mittelfristig zu verbessern. Dies gilt vor allem dann, wenn das Unfallgeschehen vorrangig auf eine zu hohe und unangepasste Geschwindigkeit oder auf Fehler bei Überholvorgängen zurückzuführen ist. Die Ergebnisse liefern darüber hinaus belastbare Grundlagen für das neue Regelwerk für den Landstraßenentwurf.

Cette thèse aborde la résolution des problèmes d'interaction fluide-structure par un algorithme consistant en un couplage entre deux solveurs : un pour le fluide et un pour la structure. Pour assurer la cohérence entre les maillages fluide et structure, on considère également une discrétisation de chaque domaine par volumes finis. En raison des difficultés de décomposition du domaine en sous-domaines, nous considérons pour chaque environnement un algorithme parallèle de multi-splitting (ou multi-décomposition) qui correspond à une présentation unifiée des méthodes de sous-domaines avec ou sans recouvrement. Cette méthode combine plusieurs applications de points fixes contractantes et nous montrons que, sous des hypothèses appropriées, chaque application de points fixes est contractante dans des espaces de dimensions finies normés par des normes hilbertiennes et non-hilbertiennes. De plus, nous montrons qu'une telle étude est valable pour les résolutions parallèles synchrones et plus généralement asynchrones de grands systèmes linéaires apparaissant lors de la discrétisation des problèmes d'interaction fluide-structure et peut être étendue au cas où le déplacement de la structure est soumis à des contraintes. Par ailleurs, nous pouvons également considérer l’analyse de la convergence de ces méthodes de multi-splitting parallèles asynchrones par des techniques d’ordre partiel, lié au principe du maximum discret, aussi bien dans le cadre linéaire que dans celui obtenu lorsque les déplacements de la structure sont soumis à des contraintes. Nous réalisons des simulations parallèles pour divers cas test fluide-structure sur différents clusters, en considérant des communications bloquantes et non bloquantes. Dans ce dernier cas nous avons eu à résoudre une difficulté d'implémentation dans la mesure où une erreur irrécupérable survenait lors de l'exécution ; cette difficulté a été levée par introduction d’une méthode assurant la terminaison de toutes les communications non bloquantes avant la mise à jour du maillage. Les performances des simulations parallèles sont présentées et analysées. Enfin, nous appliquons la méthodologie présentée précédemment à divers contextes d'interaction fluide-structure de type industriel sur des maillages non structurés, ce qui constitue une difficulté supplémentaire. / This thesis deals with the solution of fluid-structure interaction problems by an algorithm consisting in the coupling between two solvers: one for the fluid and one for the structure. In order to ensure the consistency between fluid and structure meshes, we also consider a discretization of each domain by finite volumes. Due to the difficulties of decomposing the domain into sub-domains, we consider a parallel multi-splitting algorithm for each environment which represents a unified presentation of sub-domain methods with or without overlapping. This method combines several contracting fixed point mappings and we show that, under appropriate assumptions, each fixed point mapping is contracting in finite dimensional spaces normalized by Hilbertian and non-Hilbertian norms. In addition, we show that such a study is valid for synchronous parallel solutions and more generally asynchronous of large linear systems arising from the discretization of fluidstructure interaction problems and can be extended to cases where the displacement of the structure is subject to constraints. Moreover, we can also consider the analysis of the convergence of these asynchronous parallel multi-splitting methods by partial ordering techniques, linked to the discrete maximum principle, both in the linear frame and in the one obtained when the structure's displacements are subjected to constraints. We carry out parallel simulations for various fluidstructure test cases on different clusters considering blocking and non-blocking communications. In the latter case, we had to solve an implementation problem due to the fact that an unrecoverable error occurred during execution; this issue has been overcome by introducing a method to ensure the termination of all non-blocking communications prior to the mesh update. Performances of parallel simulations are presented ans analyzed. Finally, we apply the methodology presented above to various fluid-structure interaction cases on unstructured meshes, which represents an additional difficulty.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ClaudioACF.pdf: 1310703 bytes, checksum: 20942a00fb9b1da452758bbafaf1b59d (MD5) Previous issue date: 2003-09-23 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The last years have presented an increase in the acceptance and adoption of the parallel processing, as much for scientific computation of high performance as for applications of general intention. This acceptance has been favored mainly for the development of environments with massive parallel processing (MPP - Massively Parallel Processing) and of the distributed computation. A common point between distributed systems and MPPs architectures is the notion of message exchange, that allows the communication between processes. An environment of message exchange consists basically of a communication library that, acting as an extension of the programming languages that allow to the elaboration of applications parallel, such as C, C++ and Fortran. In the development of applications parallel, a basic aspect is on to the analysis of performance of the same ones. Several can be the metric ones used in this analysis: time of execution, efficiency in the use of the processing elements, scalability of the application with respect to the increase in the number of processors or to the increase of the instance of the treat problem. The establishment of models or mechanisms that allow this analysis can be a task sufficiently complicated considering parameters and involved degrees of freedom in the implementation of the parallel application. An joined alternative has been the use of collection tools and visualization of performance data, that allow the user to identify to points of strangulation and sources of inefficiency in an application. For an efficient visualization one becomes necessary to identify and to collect given relative to the execution of the application, stage this called instrumentation. In this work it is presented, initially, a study of the main techniques used in the collection of the performance data, and after that a detailed analysis of the main available tools is made that can be used in architectures parallel of the type to cluster Beowulf with Linux on X86 platform being used libraries of communication based in applications MPI - Message Passing Interface, such as LAM and MPICH. This analysis is validated on applications parallel bars that deal with the problems of the training of neural nets of the type perceptrons using retro-propagation. The gotten conclusions show to the potentiality and easinesses of the analyzed tools. / Os ?ltimos anos t?m apresentado um aumento na aceita??o e ado??o do processamento paralelo, tanto para computa??o cient?fica de alto desempenho como para aplica??es de prop?sito geral. Essa aceita??o tem sido favorecida principalmente pelo desenvolvimento dos ambientes com processamento maci?amente paralelo (MPP - Massively Parallel Processing) e da computa??o distribu?da. Um ponto comum entre sistemas distribu?dos e arquiteturas MPPs ? a no??o de troca de mensagem, que permite a comunica??o entre processos. Um ambiente de troca de mensagem consiste basicamente de uma biblioteca de comunica??o que, atuando como uma extens?o das linguagens de programa??o, permite a elabora??o de aplica??es paralelas, tais como C, C++ e Fortran. No desenvolvimento de aplica??es paralelas, um aspecto fundamental esta ligado ? an?lise de desempenho das mesmas. V?rias podem ser as m?tricas utilizadas nesta an?lise: tempo de execu??o, efici?ncia na utiliza??o dos elementos de processamento, escalabilidade da aplica??o com respeito ao aumento no n?mero de processadores ou ao aumento da inst?ncia do problema tratado. O estabelecimento de modelos ou mecanismos que permitam esta an?lise pode ser uma tarefa bastante complicada considerando-se par?metros e graus de liberdade envolvidos na implementa??o da aplica??o paralela. Uma alternativa encontrada tem sido a utiliza??o de ferramentas de coleta e visualiza??o de dados de desempenho, que permitem ao usu?rio identificar pontos de estrangulamento e fontes de inefici?ncia em uma aplica??o. Para uma visualiza??o eficiente torna-se necess?rio identificar e coletar dados relativos ? execu??o da aplica??o, etapa esta denominada instrumenta??o. Neste trabalho ? apresentado, inicialmente, um estudo das principais t?cnicas utilizadas na coleta dos dados de desempenho, e em seguida ? feita uma an?lise detalhada das principais ferramentas dispon?veis que podem ser utilizadas em arquiteturas paralelas do tipo Cluster Beowulf com Linux sobre plataforma X86 utilizando bibliotecas de comunica??o baseadas em aplica??es MPI - Message Passing Interface, tais como LAM e MPICH . Esta an?lise ? validada sobre aplica??es paralelas que tratam do problema do treinamento de redes neurais do tipo perceptrons usando retropropaga??o. As conclus?es obtidas mostram as potencialidade e facilidades das ferramentas analisadas.

We study how to perform effective Bayesian inference in high-dimensional sparse Factor Analysis models with a zero-norm, sparsity-inducing prior on the model parameters. Such priors represent a methodological ideal, but Bayesian inference in such models is usually regarded as impractical. We test this view. After empirically characterising the properties of existing algorithmic approaches, we use techniques from statistical mechanics to derive a theory of optimal learning in the restricted setting of sparse PCA with a single factor. Finally, we describe a novel `Dense Message Passing' algorithm (DMP) which achieves near-optimal performance on synthetic data generated from this model.DMP exploits properties of high-dimensional problems to operate successfully on a densely connected graphical model. Similar algorithms have been developed in the statistical physics community and previously applied to inference problems in coding and sparse classification. We demonstrate that DMP out-performs both a newly proposed variational hybrid algorithm and two other recently published algorithms (SPCA and emPCA) on synthetic data while it explains at least the same amount of variance, for a given level of sparsity, in two gene expression datasets used in previous studies of sparse PCA.A significant potential advantage of DMP is that it provides an estimate of the marginal likelihood which can be used for hyperparameter optimisation. We show that, for the single factor case, this estimate exhibits good qualitative agreement both with theoretical predictions and with the hyperparameter posterior inferred by a collapsed Gibbs sampler. Preliminary work on an extension to inference of multiple factors indicates its potential for selecting an optimal model from amongst candidates which differ both in numbers of factors and their levels of sparsity.