O processo de simulação discreta compreende três passos: o estudo do sistema real a ser simulado e sua modelagem, a implementação do modelo obtido usando um ambiente gráfico ou uma linguagem de programação e a execução da simulação seguida da obtenção de resultados. Em geral, no processo de simulação colaboram diversos participantes com especialidades variadas, desde o cliente até o programador. Para que o processo seja eficiente, são necessárias interações entre eles. Contudo, os participantes, em geral, se localizam geograficamente distribuídos, ocasionando, assim, grandes custos para a realização de reuniões. Neste trabalho apresenta-se um ambiente de simulação que permite a colaboração entre os diversos participantes de um projeto por meio da WWW com a utilização de navegadores comuns. Para tanto, foi utilizada a linguagem Java, pois a maioria dos navegadores permite a excução de applets Java, independentemente da plataforma utilizada pelo usuário. O ambiente proposto, denominado GroupSim (Groupware para Simulação), não permite apenas a especificação do modelo, mas também sua execução e a geração de relatórios associados. Para permitir e execução da simulação a partir da especificação produzida, define-se uma linguagem de modelagem baseada em ACD, por este ser de grande disseminação na comunidade de simulação. Esta linguagem é mapeada para um conjunto de classes orientada a objetos, que são utilizadas para construir automaticamente um programa de simulação, permitindo elimenar completamente a tarefa de programação. São apresentados estudo de caso que comprovam a viabilidade do ambiente apresentado bem elucidam algumas de suas limitações.

Inicialmente este problema é enquadrado no contexto mais amplo de Corte e Empacotamento e uma forma exata de resolver o problema é apresentada. O problema é NP-'Arduo no sentido forte e extremamente difícil de ser resolvido na prática, por isso uma atenção especial aos algoritmos aproximativos e seus desempenhos, não poderia ser omitida. Como resultado, uma classe de algoritmos aproximativos (heurísticas e meta-heurísticas) foi desenvolvida e seus desempenhos avaliados com relação às heurísticas famosas. O procedimento para o preenchimento dos itens dentro dos bins utiliza o bem conhecido princípio da alocação em pontos de cantos. Os critérios para a estabilidade estática dos itens dentro dos bins são apresentados com detalhes. Uma abordagem distribuída também foi usada como forma de resolver o problema, com o intuito de diminuir o tempo de execução computacional dos algoritmos aproximativos que levam em conta a estabilidade estática dos itens dentro dos bins. Grande quantidade de experimentos computacionais são apresentados para problemas com até 90 itens (com e sem estabilidade estática) e os resultados são comparados com aqueles obtidos da literatura. Por último, foi sugerida algumas idéias para o direcionamento das futuras pesquisas sobre o problema.

Este trabalho apresenta a proposta de um middleware, chamado DistributedCL, que torna transparente o processamento paralelo em GPUs distribuídas. Com o suporte do middleware DistributedCL uma aplicação, preparada para utilizar a API OpenCL, pode executar de forma distribuída, utilizando GPUs remotas, de forma transparente e sem necessidade de alteração ou nova compilação do seu código. A arquitetura proposta para o middleware DistributedCL é modular, com camadas bem definidas e um protótipo foi construído de acordo com a arquitetura, onde foram empregados vários pontos de otimização, incluindo o envio de dados em lotes, comunicação assíncrona via rede e chamada assíncrona da API OpenCL. O protótipo do middleware DistributedCL foi avaliado com o uso de benchmarks disponíveis e também foi desenvolvido o benchmark CLBench, para avaliação de acordo com a quantidade dos dados. O desempenho do protótipo se mostrou bom, superior às propostas semelhantes, tendo alguns resultados próximos do ideal, sendo o tamanho dos dados para transmissão através da rede o maior fator limitante. / This work proposes a middleware, called DistributedCL, which makes parallel processing on distributed GPUs transparent. With DistributedCL middleware support, an OpenCL enabled application can run in a distributed manner, using remote GPUs, transparently and without alteration to the code or recompilation. The proposed architecture for the DistributedCL middleware is modular, with well-defined layers. A prototype was built according to the architecture, into which were introduced multiple optimization features, including batch data transfer, asynchronous network communication and asynchronous OpenCL API invocation. The prototype was evaluated using available benchmarks and a specific benchmark, the CLBench, was developed to facilitate evaluations according to the amount of processed data. The prototype presented good performance, higher compared to similar proposals. The size of data for transmission over the network showed to be the biggest limiting factor.

Este trabalho apresenta a proposta de um middleware, chamado DistributedCL, que torna transparente o processamento paralelo em GPUs distribuídas. Com o suporte do middleware DistributedCL uma aplicação, preparada para utilizar a API OpenCL, pode executar de forma distribuída, utilizando GPUs remotas, de forma transparente e sem necessidade de alteração ou nova compilação do seu código. A arquitetura proposta para o middleware DistributedCL é modular, com camadas bem definidas e um protótipo foi construído de acordo com a arquitetura, onde foram empregados vários pontos de otimização, incluindo o envio de dados em lotes, comunicação assíncrona via rede e chamada assíncrona da API OpenCL. O protótipo do middleware DistributedCL foi avaliado com o uso de benchmarks disponíveis e também foi desenvolvido o benchmark CLBench, para avaliação de acordo com a quantidade dos dados. O desempenho do protótipo se mostrou bom, superior às propostas semelhantes, tendo alguns resultados próximos do ideal, sendo o tamanho dos dados para transmissão através da rede o maior fator limitante. / This work proposes a middleware, called DistributedCL, which makes parallel processing on distributed GPUs transparent. With DistributedCL middleware support, an OpenCL enabled application can run in a distributed manner, using remote GPUs, transparently and without alteration to the code or recompilation. The proposed architecture for the DistributedCL middleware is modular, with well-defined layers. A prototype was built according to the architecture, into which were introduced multiple optimization features, including batch data transfer, asynchronous network communication and asynchronous OpenCL API invocation. The prototype was evaluated using available benchmarks and a specific benchmark, the CLBench, was developed to facilitate evaluations according to the amount of processed data. The prototype presented good performance, higher compared to similar proposals. The size of data for transmission over the network showed to be the biggest limiting factor.

Orientador: Edmundo Roberto Mauro Madeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sotoma_Irineu_D.pdf: 1483229 bytes, checksum: 9fd71c5e3e9cefbd8ffefab03b2eb566 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A Qualidade de Serviço (QoS) de detectores de defeitos determina a rapidez que um detector de defeitos q detecta a quebra de um processo p, e a precisão que q informa essa quebra. Em redes de longa distância e em redes sem fio, a ocorrência de quebras de processo, altas variações de atraso e perdas de pacotes em rajadas são comuns. Nestas condições, uma escolha adequada de parâmetros, por um configurador de detectores de defeitos, para manter o detector de defeitos satisfazendo os requisitos de QoS, é requerida. Por isso, este trabalho propõe um configurador de detector de defeitos que leva em conta a distribuição de probabilidade de comprimento de rajadas de perdas de pacotes de mensagem, através do uso de um modelo de Markov. Os resultados da simulação mostram que os parâmetros fornecidos pelo configurador proposto tendem a levar o detector de defeitos a satisfazer os requisitos de QoS em redes sujeitas a rajadas de perdas. Adicionalmente, a pesquisa mostra que é possível melhorar a precisão do detector de defeitos usando uma combinação de estimadores simples de atrasos de mensagens / Abstract: The quality of service (QoS) of failure detectors determines how fast a failure detector q detects the crash of a process p, and how accurate q informs the p crash. In wide area networks and wireless networks, the occurrence of process crashes, high delay variations and burst losses in message packets are common. In these conditions, an adequate choice in the failure detector parameters, by a failure detector configurator, to keep the failure detector satisfying the QoS requirements, is required. Therefore, this work proposes a failure detector Configurator which takes into account the probability distribution of loss burst lengths of message packets, by using a Markov model. The simulation results show that the parameters provided by the proposed configurator tend to lead the failure detector to satisfy the QoS requirements in networks subject to message loss bursts. Additionally, the work shows that is possible improve the accuracy of the failure detector by using a simple combination of simple message delay estimators / Doutorado / Mestre em Ciência da Computação

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-12-29T15:33:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Anderson Rogério Cunha - 2014.pdf: 4853685 bytes, checksum: d50cf557f1a067a91c2034443ee62df2 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-12-29T15:39:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Anderson Rogério Cunha - 2014.pdf: 4853685 bytes, checksum: d50cf557f1a067a91c2034443ee62df2 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-29T15:39:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Anderson Rogério Cunha - 2014.pdf: 4853685 bytes, checksum: d50cf557f1a067a91c2034443ee62df2 (MD5) Previous issue date: 2014-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Spatial join is one of the spatial operations of higher computational cost. Its complexity increases significantly when it involves multiple databases (multi-way spatial join). Traditional processing strategies of multi-way spatial join apply combinations of binary join algorithms on centralized computing environments. For complex queries, this approach requires much computational power, making it often unfeasible in centralized environments. This work proposes the Distributed Synchronous Traversal algorithm (DST), whose goal is to enable the distributed processing of multi-way spatial joins on a cluster of computers. The DST algorithm is based on Synchronous Traversal algorithm and processes the multiway spatial join in a single synchronous descent upon R-Trees levels of the database entries (the final outcome is built incrementally, without creating temporary databases). To the best of our knowledge, there are no other proposals in the literature that deal with this problem in a distributed fashion and on a peer-to-peer architecture. Many challenges had to be overcome, such as the definition of data structures that enabled the mapping of the semantics of queries of multi-way spatial join and coordination of the required distributed processing. DST proved to be satisfactorily parallelizable and scalable process real datasets in experiments performed in clusters of 1, 2, 4 and 8 servers. / A junção espacial (Spatial Join) é uma das operações espaciais de maior custo computacional. Sua complexidade aumenta significativamente quando envolve múltiplas bases de dados (multi-way spatial join). Estratégias tradicionais de processamento do multi-way spatial join aplicam combinações de algoritmos de junção binária sobre ambientes computacionais centralizados. Em consultas complexas, esse tipo de abordagem exige grande capacidade computacional muitas vezes inviável em ambientes centralizados. Neste trabalho é proposto o algoritmo Distributed Synchronous Traversal (DST), cujo objetivo é tornar viável a execução distribuída do multi-way spatial join em um cluster de computadores. O DST se baseia no algoritmo Synchronous Traversal e processa o multiway spatial join em uma única descida síncrona sobre os níveis das R-Trees das bases de dados de entrada. O resultado final é construído incrementalmente, sem a consolidação de dados intermediários. Até onde conhecemos, não há outras propostas na literatura para multi-way spatial join distribuído sobre uma arquitetura peer-to-peer. Muitos desafios tiveram que ser superados, como a definição de estruturas de dados que possibilitassem o mapeamento da semântica das consultas de multi-way spatial join e a coordenação do processamento distribuído das mesmas. O DST se mostrou satisfatoriamente paralelizável e escalável ao processar bases de dados reais em clusters de até 8 servidores.

Orientador : Celso Pascoli Bottura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T16:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barreto_Gilmar_D.pdf: 3708607 bytes, checksum: 3b4291314b6c8041286e4a776d5c99f6 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Este estudo primeiramente investiga fundamentos teóricos para análise, desenvolvimento e implementação de algoritmos para modelagem de dados de sistemas dinâmicos e de séries temporais multivariáveis no espaço de estado, através de métodos de subespaço. Tem como segundo objetivo o desenvolvimento e implementação de algoritmos para modelagem computacional distribuída e paralela destes tipos de dados multivariados. A modelagem computacional de dados no espaço de estado é apresentada, comentada e avaliada sobre "benchmarks ". Desta forma esperamos viabilizar uma metodologia original e eficiente que contribuirá de forma direta para a modelagem de sistemas multivariáveis e de formas direta e ou indireta para o controle de sistemas multivariáveis. / Abstract: This study investigates firstly theoretical foundations in analysis, development and implementation of algorithms for state space modelling of time series and dynamic systems data. The second objective is the development and implementation of parallel and distributed computational modelling algorithms for such types of multivariate data. State space computational data modelling is presented, commented upon and evaluated against benchmarks. This procedure leads to the expectation of assured feasibility of an original and efficient methodology that will contribute in a direct way to multivariable systems modelling and, both in direct and indirect ways, to the control of multivariable systems. / Doutorado

Orientador: Marco Aurélio Amaral Henriques / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T14:25:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HuertaYero_EduardoJavier_D.pdf: 2542631 bytes, checksum: c80e6ec9e2f0c2c08ea46f6ccd078d4b (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este trabalho estuda a possibilidade de aproveitar o poder de processamento agregado dos computadores conectados pela Internet para resolver problemas de grande porte. O trabalho apresenta um estudo do problema tanto do ponto de vista teórico quanto prático. Desde o ponto de vista teórico estudam-se as características das aplicações paralelas que podem tirar proveito de um ambiente computacional com um grande número de computadores heterogêneos fracamente acoplados. Desde o ponto de vista prático estudam-se os problemas fundamentais a serem resolvidos para se construir um computador paralelo virtual com estas características e propõem-se soluções para alguns dos mais importantes como balanceamento de carga e tolerância a falhas. Os resultados obtidos indicam que é possível construir um computador paralelo virtual robusto, escalável e tolerante a falhas e obter bons resultados na execução de aplicações com alta razão computação/comunicação / Abstract: This thesis explores the possibility of using the aggregated processing power of computers connected by the Internet to solve large problems. The issue is studied both from the theoretical and practical point of views. From the theoretical perspective this work studies the characteristics that parallel applications should have to be able to exploit an environment with a large, weakly connected set of computers. From the practical perspective the thesis indicates the fundamental problems to be solved in order to construct a large parallel virtual computer, and proposes solutions to some of the most important of them, such as load balancing and fault tolerance. The results obtained so far indicate that it is possible to construct a robust, scalable and fault tolerant parallel virtual computer and use it to execute applications with high computing/communication ratio / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Eduardo Buzato / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T21:51:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Supriano_Anderson_M.pdf: 835080 bytes, checksum: b62645ab9d314ade2a5badaad1879518 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Aplicações web são cada vez mais comuns em nosso cotidiano e com isto torna-se necessária a busca por soluções para a melhora do desempenho no acesso a essas aplicações. Várias técnicas existem para esta melhora de desempenho, entre elas a replicação de aplicações e bancos de dados e o uso de bancos de dados em memória principal. Em busca da melhora de desempenho pensa-se em juntar um banco de dados de memória principal com as técnicas de replicação. Para isto, é necessário escolher um banco de dados de memória principal que seja estável e já tenha bom desempenho, para que a camada de replicação possa ser implementada utilizando-o como base. Este trabalho tem o objetivo de analisar o desempenho de um banco de dados de memória principal e compará-lo com o desempenho de dois bancos de dados tradicionais. Os bancos de dados escolhidos foram: Monet, de memória principal, e MySQL e PostgreSQL, tradicionais. Para que uma medida de desempenho seja feita de modo que seja válida para o uso em aplicações web, o benchmark escolhido foi o TPC-W, que especifica a implementação de uma loja de livros e browsers emulados para acessar essa loja, de modo que é possível fazer uma análise de desempenho. Este trabalho irá mostrar um estudo sobre as teorias envolvidas e os resultados dos testes aplicados, em que o Monet não mostra ter um desempenho superior em todos os casos e nem está maduro o suficiente para ser usado na prática em replicação de aplicações web. Portanto, outras soluções baseadas em sistemas de gerência de persistência alternativos devem ser consideradas / Abstract: Web applications are very common applications nowadays and it is necessary to find solutions for performance improvements for these applications. There are several ways to implement these performance improvements, including applications and databases replication and usage of main-memory databases. Looking for performance improvements we can think about using main-memory databases together with replication algorithms. In order to implement this, it is necessary to choose a main-memory database that are stable and with good performance to be used to implement a replication layer on it. The objective of this work is analyzing a main-memory database performance and compares it with the performance of two traditional databases. The database systems chosen were: Monet, as a main-memory database, and MySQL and PostgreSQL, as traditional databases. In order to have a benchmark that is valid for web applications usage we chose the TPC-W benchmark, which specifies a book store implementation and emulated browsers to access this shop, which allows an analysis on database performance. This work will show a study about theories involved and the results of executed tests, where Monet¿s performance does not seem to be better performance in most cases and Monet seems not be stable enough to be used on a real system for replication of web applications. Therefore, other solutions based on alternative persistence management systems should be considered. / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Ciência da Computação

Projetos de sensores embarcados para a área aeroespacial freqüentemente são especificados tendo mente restrições de espaço e de consumo de potência, uso em ambiente hostil, e também a disponibilidade e confiabilidade dos componentes para integrar um sistema embarcado. Mais do que isso, a necessidade de serem processadas diversas funções de controle, demodulação/processamento de sinal, monitoração e registro, todas elas em tempo real, pode levar a um conflito com as exigências das severas especificações técnicas. A integração desejada fica normalmente a cargo do computador de bordo ou, para não haver sobrecarga do mesmo, a cargo de subsistemas locais microprocessados. O presente trabalho aborda o problema de gerenciamento de funções que é exigido de um bloco girométrico de três eixos tipo strap-down, usado para determinar a atitude de veículos em vôo, com relação a um referencial fixo na superfície da Terra. E centra no caso particular de girômetros a fibra óptica, que possuem componentes ópticos e a fibra óptica, eletrônica analógica e digital própria, interfaces e mecânica fina de sustentação do conjunto. A relevância de tal dispositivo reside na impossibilidade de se fazer navegação precisa de um veículo por meios inerciais sem um conjunto girométrico de alta precisão. Para isso, o controle dos parâmetros ópticos e eletrônicos em tempo real é vital, e também o é a geração de sinais de modulação para a fase óptica e o posterior processamento de sinal dos fotodetectores, de modo a se extrair a taxa de rotação a que o veículo está sendo submetido na sua trajetória. Além disso, a monitoração e o registro de variáveis vitais permitem cumprir o ciclo de maturação desta tecnologia sensível durante ensaios em vôo. O presente trabalho apresenta o estudo e a implementação de redes de microcontroladores de pequeno tamanho para a execução destas funções, utilizando uma topologia especial para reduzir o tamanho de circuito e dos barramentos, analógico e digital, com o benefício da redundância que tal implementação permite. Para tal, discute-se inicialmente os pontos técnicos importantes de hardware e de programação demonstrando as dificuldades de implementação em um sistema monoprocessado. Posteriormente mostra-se a solução empregada utilizando rede de microcontroladores, descrevendo as tarefas dos seus diversos integrantes, bem como os resultados obtidos. E, por último, são apresentadas as considerações finais sobre o tema abordado nesta tese.