Orientador: Denis Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T02:14:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leitao_HelioChagas_M.pdf: 1880686 bytes, checksum: 4a6853f85aace28655871068eb61a3e9 (MD5) Previous issue date: 1997 / Mestrado

Orientador: Alcir Jose Monticelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T18:49:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_ClaudioRenatoThomas_M.pdf: 8090049 bytes, checksum: 0e06f75d3dd6da2465bbb98db4246318 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta uma nova abordagem do inicializador para o planejamento da expansão de sistemas de transmissão de energia elétrica, utilizando-se o modelo de Times Assíncronos ( Times-A). Nenhum dos algoritmos para otimização com satisfação de restrições funciona sem fragilidade. Esses algoritmos tendem a ser lentos, e as heurísticas pouco confiáveis. É por isso que, ao invés de se procurar algoritmos novos e melhores, tem-se experimentado meios de usar os já existentes em conjunto, de tal forma que eles consigam fazer o que separadamente não conseguem. Essa é a idéia do que se denomina Time Assíncrono , que normalmente combina implementações de vários métodos heurísticos, na busca das melhores soluções possíveis para problemas complexos. Uma parte importante do processo de planejamento é a determinação de famílias de soluções iniciais contendo características atrativas. Essas soluções em geral contém linhas e conjuntos de linhas (blocos construtivos) que aparecerão mais tarde nas soluções ótimas obtidas via métodos como os Algoritmos Genéticos, Simulated Annealing e Busca Tabu. Acredita-se que uma paralelização destes métodos via Times Assíncronos poderá ser altamente eficaz. Assim, neste trabalho buscou-se caminhar nessa direção. Como um primeiro passo, foi implementada uma versão de Times-A para resolver o problema de inicialização do problema de planejamento estático, utilizando-se os métodos heurísticos aproximados de Garver, Mínimo Esforço e Mínimo Corte de Carga. Testes foram realizados em uma rede heterogênea de estações para sistemas de pequeno, médio e grande porte. O processamento paralelo do sistema foi implementado através do software PVM (Parallel Virtual Machine), e as primitivas correspondentes utilizadas na programação são apresentadas nos apêndices / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Denis Jose Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T02:04:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_JosePedroMourados_M.pdf: 1302809 bytes, checksum: 654d68b213751708db80f051f579382b (MD5) Previous issue date: 2000 / Mestrado

Orientador: Philippe Remy Bernard Devloo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-02T02:48:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Longhin_GustavoCamargo_M.pdf: 6501443 bytes, checksum: c3b310f91b0c026c56f80bf6bc4c6fba (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Para obtenção da solução do sistema de equações, geralmente elabora-se um código que armazena a matriz dos coeficientes na memória RAM. Em seguida inicia-se o processo de decomposição desta matriz. A matriz é formada pela contribuição de cada elemento do domínio aos graus de liberdade do problema. Quanto maior o problema, maior o tamanho desta matriz e consequentemente mais memória RAM será necessária para seu armazenamento. Portanto, um procedimento de montagem anterior à decomposição pode ser inviabilizado devido ao tamanho da matriz. Com esta motivação, Bruce Irons desenvolve no início da década de 70, um método de resolução que não exige uma montagem inicial da matriz de rigidez global de equações. Neste método é definida uma estrutura onde uma equação totalmente adicionada é imediatamente decomposta e armazenada num dispositivo independente. A matriz que recebe as equações totalmente adicionadas é denominada matriz frontal e com isso o método também é denominado método frontal. Sobre a estrutura frontal são aplicadas técnicas de optimização por paralelismo. São utilizados equipamentos com memória compartilhada e portanto, utilizão-se as bibliotecas oriundas da especificação posix (pthread no ambiente GNU & Linux) para desenvolvimento multi-threading. São apresentados resultados comparando o método frontal com outros métodos bem como as comparações entre os métodos seriais e os paralelos. Aplica-se um tratamento orientado a objetos para desenvolvimento dos solvers. Nota-se com a orientação a objetos um excelente grau de modularidade, documentação, extendibilidade e manutenção no código elaborado. A utilização de UML (Unified Modeling Language) é também de grande valia no desenvolvimento/planejamento do projeto / Abstract: Obtaining the solution of a system of linear equations, generally results in a code elaboration which stores the matrix coeficients in the RAM memory and afterwards, some decomposition processes starts. The matrix is assembled summing up the contributions of each element from the domain to the problem's degrees of freedom. The bigger the problem, the larger the assembled matrix, therefore a higher requirement regarding the RAM memory capacity. From this, a procedure which does not assemble the matrix of coeficients prior to its decomposition would be more interesting. With that motivation, Bruce Irons developed in the beggining of the seventies a procedure which does not require an initial assembly of the global stiffness matrix. In this method a structure is defined where a totally added equation is immediatelly decomposed and the decomposition results are stored in an independent storage device. The matrix which receives the equations contribution was called frontal matrix and so was the method. On that frontal structure parallel optimization techniques are applied. Shared memory equipments are the hardware basis for the implementation and accordingly, public domain multithreading libraries based on the posix specification are used (pthread under GNU & Linux) for the multi-threading development. Results are shown comparing standart methods against the frontal solver as well as serial codes against parallel ones. Object oriented techniques are applied for the solvers development and planning. As a result, excelent degrees of modularity, extendibiIity, documentation and management are observed. The Unified Modelling Language (UML) utilization as a helpping tool for object oriented development was also very important / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Ricardo de Oliveira Anido / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:29:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brandao_RobertoFerreira_D.pdf: 7422287 bytes, checksum: 8a3bf1a72bd7e9fc92b34f8992db6d3e (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este trabalho faz contribuições ao avanço do conhecimento de três diferentes áreas dos sistemas de distribuição de documentos via Web: gerenciamento de espaço em caches para Web, redes hierárquicas de caches cooperativos e servidores Web baseados em c1usters de processadores. Primeiramente, é apresentado um estudo sobre a utilização de caches cooperativos. A cooperatividade permite um melhor aproveitamento dos recursos dos meios de transmissão, possibilitando um menor tempo de espera aos usuários dos serviços da Web. Na área de gerenciamento de espaço em caches para Web foi desenvolvido o GDE (Gerenciador Dinâmico de Espaço), que além de apresentar desempenho compatível com as melhores estratégias de gerenciamento de espaço em caches usadas atualmente, possui a vantagem de poder variar automaticamente o direcionamento do trabalho do cache, podendo fazer com que o cache varie dinamicamente a QoS (Quality 01 Service) oferecida aos usuários do sistema. Este trabalho apresenta também um simulador paralelo de redes de caches distribuídos, hierárquicos e cooperativos, que é capaz de usar o poder de processamento de computadores paralelos para simular situações reais de uso de caches para Web, permitindo assim avaliar paralelamente um grande número de possibilidades para a construção de redes de caches para Web. Para aumentar o desempenho dos caches formadores de redes hierárquicas, é proposta a utilização da estratégia de Passagem de Recomendação, que permite conseguir altas taxas de desempenho sem se preocupar com o problema da perda de referência da popularidade inicial dos arquivos. O estudo de servidores Web baseados em c1usters de processadores foi direcionado principalmente a computadores com a arquitetura Beowulf. Neste trabalho são apresentados resultados da avaliação da possibilidade de usar computadores com essa arquitetura como servidores Web de alto desempenho, escaláveis e tolerantes a falhas. Para isso, é proposto um modelo do servidor e apresentados testes realizados com um protótipo implementado / Abstract: This document describes a research work that makes contributions towards a better understanding of three different areas related to document distribution via Internet: Web cache space management, hierarchical and cooperative caches and clustered Web servers. First, it is presented a study on Web cache cooperation. Cooperation allows better resource utilization, making possible a lower response time to the users. The startegy named GDE (Gerenciador Dinâmico de Espaço - Dynamic Space Manager) allows to Web caches both to present good performance and ability of providing different QoS (Quality of Service) to the users. This document also presents a parallel simulator for distributed, hierarchical and cooperative caches networks. That simulator is able to use the high processing power provided by parallel computers to simulate real situations of caches network work. To increase the perfonnance of the caches within a Web cache network, this documents propose a strategy named Passagem de Recomendação (Recommendation Passing), that allows getting high perfonnance from the caches regardless the replacement policy they use, avoiding problems caused by the lost of initial popularity reference. This document also describes a study regarding the possibility of using a Beowulf c1uster as a high perfonnance, high availability and fault tolerant Web server. That study was accomplished using a model whose characteristics were used to build a prototype. Some evaluation results of that prototype are also presented. / Doutorado / Ciência da Computação / Doutor em Ciência da Computação

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

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-04T18:45:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstrategiasParalelismoGpgpu.pdf: 1964519 bytes, checksum: 90e88c79511a80729d175e52be5bc30b (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-18T13:25:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstrategiasParalelismoGpgpu.pdf: 1964519 bytes, checksum: 90e88c79511a80729d175e52be5bc30b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T13:25:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstrategiasParalelismoGpgpu.pdf: 1964519 bytes, checksum: 90e88c79511a80729d175e52be5bc30b (MD5) Previous issue date: 2017-03-23 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O cálculo do fluxo de carga provê informações fundamentais em um sistema elétrico de potência, informações necessárias para que sejam realizados estudos nos sistemas. No entanto, o fluxo de carga só pode ser realizado em estado de regime permanente. Caso o sistema sofra alguma alteração, seja por variação nas cargas ou modificações dos equipamentos de controle, este cálculo é necessário ser refeito. Por essa necessidade, de constantemente ter que realizar o controle no fluxo de carga, começou-se uma busca por otimizar o tempo necessário desta tarefa. Uma das soluções abordadas para isso foi a utilização de computação paralela, a qual começou a ser utilizada a General Purpose Graphics Processing Unit (GPGPU) como uma alternativa de melhor custo benefício para execuções em arquiteturas paralelas, que consiste na utilização de Graphic Processing Units (GPU) não somente para processamento gráfico, mas também para propósitos gerais. Diversos trabalhos têm tirado proveito da utilização de GPGPU nos cálculos do fluxo de carga, contudo, não há um consenso sobre qual estratégia utilizar para paralelizar neste tipo de hardware, ficando a cargo de cada autor o trabalho de desenvolver seu próprio método, dificultando a utilização da arquitetura para a implementação desses cálculos, tanto para fins acadêmicos, quanto para o mercado. Pela falta de um consenso e palas divergências encontradas nos trabalhos, esta dissertação visa analisar as etapas do fluxo de carga, identificando quais estão mais aptas a paralelização em GPGPU com o intuito de realizar múltiplos cálculos do fluxo de carga simultâneos e reduzir o tempo necessário para o processamento, difundindo uma estratégia eficiente para sistemas de larga escala no mercado e no meio acadêmico, facilitando a replicação para trabalhos futuros com utilização de metaheurísticas para otimização de sistemas elétricos de potência. / The load flow calculation provides fundamental information for an electric power system. However, the load flow can only be carried out in the steady state, in the event of a system suffering any change, by variation in the loads or modifications of the control equipment, this calculation is necessary to be redone. Because of this need, frequently have to perform the load flow, a research has begun to optimize the time needed for this task. A General-Purpose Graphic Processing Unit (GPGPU) as a cost-effective alternative to parallel architecture runs, which has a GPU not only for graphics purposes but also for general purposes. Several works were taken for the use of GPGPU in load flow calculations, there is no consensus on the content of the material, being in charge of each one of the work of its own method, making it difficult to use the architecture for an implementation of calculations, both for academic purposes and for the market. Due to the lack of consensus and differences found in the work, this dissertation aims to analyze the steps of the load flow, identifying which is more suitable to parallelize in GPGPU in order to perform simultaneous load flow calculations and reduces the time required for the processing, an efficient strategy for large scale systems in the market and not academic environment, facilitate the replication for future works using metaheuristics for optimization of power electrical systems.

This paper presents the study of Parallel Multiobjective Evolutionary Algorithms to enable the automation of exterior lighting designs by computers and results in an optimized version of the algorithm. The resulting algorithm basically works with variable length chromosomes and for which intrinsic operators of crossover and mutation were created. The fitness function was determined through a statistical evaluation method (difference of means), thus enabling the comparison of how different options of fitness functions could impact the performance of the proposed parallel multi-objective evolutionary algorithm. The chosen fitness function enables to develop more efficiently automated designs for exterior lighting. Moreover, adding to the proposed evolutionary algorithm, an application was developed in which the user chooses which the heights of the poles, lamps and fixtures to use and also the layout of the area to be illuminated (allowed to be irregular). Within this area, can be defined sub-areas where there are restrictions on the placement of lighting poles. The user must be set average illumination with a respective tolerance range, though. As a case study, the area of an airport parking lot in the city of Uberlândia-MG (Brazil) is presented. Evolved designs present a low coefficient of variation evaluated for 30 runs. This demonstrates that the system is converging on designs for similar metrics. By identifying the worst and the best of designs achieved by the system for those executions, one could note that there are savings regarding installed capacity when compared to the design of reference: 37.5 % for the worst evolved design and 50.0 % for the best evolved design. Also, evolved designs have better lighting uniformity and energy efficiency, as well as their respective quantities of lighting poles have decreased. / Este trabalho apresenta o estudo de um Algoritmo Evolucionário Multiobjetivo Paralelo que viabiliza a criação de projetos de iluminação de áreas externas automatizadas por computador e que resulta em uma versão otimizada desse algoritmo. O algoritmo resultante, essencialmente, trabalha com cromossomos de tamanho variável e para os quais foram criados operadores intrínsecos de cruzamento e mutação. A determinação da função de aptidão ocorreu por meio do método de avaliação estatística (diferença de médias), possibilitando, assim, a comparação de diferentes opções das funções de aptidão no desempenho do algoritmo evolucionário multiobjetivo paralelo proposto. Com a função escolhida, tornou-se possível construir projetos automatizados de iluminação externa de forma mais eficiente. Além disso, por meio do algoritmo evolucionário proposto, foi desenvolvida uma aplicação, pela qual o usuário escolhe quais as alturas dos postes, lâmpadas e luminárias que deseja utilizar e também o layout de área a ser iluminada (mesmo que irregular). Dentro dessa área, podem ser definidas subáreas onde existem restrições quanto à colocação de postes de iluminação. O usuário deve definir a iluminação média associada à sua respectiva tolerância, ou faixa de variação. Como estudo de caso, é apresentada a área de um estacionamento do aeroporto da cidade de Uberlândia, MG. Os projetos desenvolvidos, apresentam um baixo coeficiente de variação calculado a partir de 30 execuções. Isso demonstra que o sistema está convergindo para projetos com métricas similares. Ao identificar o pior e o melhor dos projetos apresentados como solução pelo sistema para essas execuções, pode-se notar que apresentam economia nas potências instaladas quando comparados ao projeto de referência: 37,5% no pior dos projetos e 50% no melhor projeto apresentado. Além disso, constataram-se melhores uniformidades para iluminação e maiores eficiências energéticas, bem como a diminuição das respectivas quantidades de unidades de iluminação. / Doutor em Ciências

Uma metodologia para desenvolvimento de programas paralelos eficientes deve especificar mecanismos capazes de caracterizar o comportamento das aplicações e permitir estudos sobre o desempenho de diferentes modelos de soluções. Nos ambientes distribuídos, em particular, a eficiência da solução também está relacionada a estratégia utilizada na divisão e distribuição do trabalho entre os processos que cooperam na solução do problema. Para abordar estes aspectos, uma metodologia, denominada PEMPIs-Het (Performance Estimation of MPI Programs in Heterogeneous Systems), é especificada e apresentada nesta tese. A metodologia permite a modelagem, avaliação e predição de desempenho de programas paralelos em ambientes homogêneos e heterogêneos. Técnicas de modelagem analítica são utilizadas para representar o comportamento das aplicações no ambiente distribuído. Um modelo gráfico, denominado DP*Graph++, é proposto para ilustrar as principais estruturas do código da aplicação e facilitar análises sobre a complexidade algorítmica do programa. Algumas aplicações são modeladas e a precisão das predições é verificada através de testes experimentais. Os modelos de desempenho permitem uma estimativa pontual para o tempo de execução da aplicação. Entretanto, uma estratégia alternativa, baseada em intervalos de predição, também é discutida e avaliada. Algumas estratégias para balanceamento de carga de aplicações paralelas distribuídas são implementadas e avaliadas. Estasestratégias utilizam informações de um vetor com índices de desempenho (Vector of Relative Performances - VRP), gerados pelos modelos analíticos, para especificar a divisão e distribuição do trabalho. Estes índices caracterizam a capacidade computacional das máquinas. Uma formalização matemática é apresentada para explicar como os índices são determinados. ) Testes experimentais são realizados para verificar a aplicabilidade das estratégias e a eficiência no balanceamento das cargas. / A methodology for developing efficient parallel programs must specify mechanisms capable of characterizing the behavior of applications and allow studies on the performance of different solution models. In distributed environments, in particular, the solution efficiency is also related to strategy adopted in the division and distribution of work among the processes which cooperate in the solution of the problem. To address these issues, a methodology, called PEMPIs-Het (Performance Estimation of MPI Programs in Heterogeneous Systems), is specified and presented in this thesis. The methodology allows performance modeling, evaluation and prediction of parallel programs in homogeneous and heterogeneous environments. Analytical modeling techniques are used to represent the applications behavior in the distributed environment. A graph model, called DP*Graph++, is proposed to illustrate the main structures of the application code and facilitate some analyses about the program algorithmic complexity. Some applications are modeled and the accuracy of predictions is verified by experimental tests. The models allow estimate a punctual performance to the application execution time. Meanwhile, an alternative strategy, based on prediction intervals, is also discussed and evaluated. Some strategies for load balancing of distributed parallel applications are implemented and evaluated. These strategies use information from a vector with performance indexes (Vector of RelativePerformances - VRP), generated by analytical models to specify the division and distribution of work. These indexes characterize the machines computational capacity. A mathematical formalization is presented to explain how the rates are determined. Experimental tests are conducted to verify the applicability and effectiveness of the strategies in load balancing

Neste trabalho foi realizado o projeto e o desenvolvimento do framework de classes OOPS - Object-Oriented Parallel System. Esta é uma ferramenta que utiliza orientação a objetos para apoiar a implementação de programas científicos concorrentes para execução paralela. O OOPS fornece abstrações de alto nível para que o programador da aplicação não se envolva diretamente com detalhes de implementação paralela, sem contudo ocultar completamente aspectos paralelos de projeto, como particionamento e distribuição dos dados, por questões de eficiência e de desempenho da aplicação. Para isso, o OOPS apresenta um conjunto de classes que permitem o encapsulamento de técnicas comumente encontradas em programação de sistemas paralelos. Utiliza o conceito de processadores virtuais organizados em grupos, aos quais podem ser aplicadas topologias que fornecem modos de comunicação entre os processadores virtuais, e contêineres podem ter seus elementos distribuídos por essas topologias, com componentes paralelos atuando sobre eles. A utilização das classes fornecidas pelo OOPS facilita a implementação do código sem adicionar sobrecarga significativa à aplicação paralela, representando uma camada fina sobre a biblioteca de passagem de mensagens usada. / This work describes the design and development of the OOPS (Object Oriented Parallel System) class framework, which is a tool that uses object orientation to support programming of concurrent scientific applications for parallel execution. OOPS provides high level abstractions to avoid application programmer\'s involvement with many parallel implementation details. For performance considerations, some parallel aspects such as decomposition and data distribution are not completely hidden from the application programmer. To achieve its intents, OOPS encapsulates some programming techniques frequently used for parallel systems. Virtual processors are organized in groups, over which topologies that provide communication between the processors can be constructed; distributed containers have their elements distributed across the processors of a topology, and parallel components use these containers for their work. The use of the classes supplied by OOPS simplifies the implementation of parallel applications, without incurring in pronounced overhead. OOPS is thus a thin layer over the message passing interface used for its implementation.