Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-04-29T08:54:54Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2586171 bytes, checksum: 35bda2aae8a23a13663ca9387bd0044b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-29T08:54:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2586171 bytes, checksum: 35bda2aae8a23a13663ca9387bd0044b (MD5) Previous issue date: 2015-12-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta uma proposta de modelagem do sistema imunológico (SI) humano. Mais especificamente, propõe a modelagem do SI por meio de sistema multiagente paralelo. O ser humano é exposto a uma quantidade imensurável de agentes não-próprios no decorrer de um dia. O fato de não sermos afetados pe- los mesmos se deve ao SI, uma vez que atua para manter a homeostase (equilíbrio orgânico). Então, estudar o comportamento deste sistema é fundamental, já que de- scobertas nesta área impactam na vida de todas as pessoas. Uma forma de investigar o comportamento do SI é por meio de simulações computacionais (experimentação in-silico). Mas, como o SI é grande e complexo, demanda muito processamento. Esta característica impõe algumas restrições para estas simulações, já que até o momento uma geração de frameworks que estava disponível, no mercado, eram os ABMS (do inglês Agent-basead mod-eling and simulation), que são indicados para testes mais simples. Por este motivo, neste trabalho foi utilizado o framework Flame que se enquadra na geração HPC (do inglês High Performance Computing). Este framework é usado para programação paralela com alto poder computacional. No entanto, para agilizar ainda mais o resultado dos experimentos, em uma parte do modelo, foi utilizada a programação para placa gráfica (GPU). A comparação entre a implementação deste trabalho e de outro SI artificial - o AutoSimmune aponta que a abordagem multiagente paralelo é superior aos ABMS antigos. / The research presented this dissertation deals with the human immune system (IS) simulation. More specifically, about modeling the IS by parallel multi-agent systems. Human beings are exposed to an immeasurable number of threatening microorgan- isms everyday. The fact of not being affected by these same is due to the IS, since it operates to maintain homeostasis (organic balance). Thus the study this system behavior is essential, as discoveries in this area may have impact on the lives of all people. One way to investigate the IS behavior is by means of computer simulations (experiment in-silico). But as the IS is very large and complex it requires a lot of computing power.The emergence of agent oriented systems has provided an alterna- tive approach to address many complex problems similar to the immune system, that requires distributed behavior, local decisions, and emerging global behavior from the interactions of their basic elements. However, despite providing a suitable tool for modeling complex distributed systems, implementations of multi-agent systems are limited by the available hardware architecture. A recent possibility to circumvent this problem is the use of graphics cards to implement such systems. Nevertheless, these devices reach the optimal performance when agents have homogeneous and simple behavior, which might not be the case of many problems. Systems such as simulators of the immune system, in addition to having a large number of agents with complex behavior, those agents communicate massively, indirectly, through dissemination of various substances in their environment. Diffusion of substances is something easily simulated in modern current graphics cards, but the problem is to provide the results of those simulations to thousands (or millions) of agents simultaneously. Therefore in this study we used the Flame framework. This frame- work is used for parallel programming with self computational power. However, to further expedite the result of the experiment, in a part of the model program was used for the graphic card. The comparison between the implementation of this work and another immune system points out that the parallel multi-agent approach is superior to the sequential implementation.

Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Ciência da Computação, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-10-13T21:48:07Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_TerraMEHPAArquitetura.pdf: 2229605 bytes, checksum: 6a19970777783ab27d9d0b5e71017f05 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-10-15T16:03:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_TerraMEHPAArquitetura.pdf: 2229605 bytes, checksum: 6a19970777783ab27d9d0b5e71017f05 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-15T16:03:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_TerraMEHPAArquitetura.pdf: 2229605 bytes, checksum: 6a19970777783ab27d9d0b5e71017f05 (MD5) Previous issue date: 2014 / O contínuo aumento da complexidade dos modelos ambientais pode demandar o uso de múltiplos paradigmas de modelagem para descrever as interações entre sociedade e natureza. Além disto, o crescente volume de dados e de cálculos utilizados nestes modelos exige que as simulações tirem máximo proveito do paralelismo de hardware existente em arquiteturas multiprocessador e multicomputador. Neste contexto, este trabalho apresenta e avalia uma abordagem para o desenvolvimento e simulação de modelos ambientais concorrentes e baseados em múltiplos paradigmas. O objetivo principal é gerar simulações escaláveis e o objetivo secundário é produzir modelos concorrentes flexíveis. Isto é, modelos que possam ser facilmente verificados e evoluídos. A abordagem proposta consiste na tradução automatizada do código anotado do modelo sequencial em um código paralelo passível de ser executado por uma máquina virtual, cujo modelo de concorrência e mecanismo para balanceamento de carga independam dos paradigmas de modelagem utilizados. Para implementar esta abordagem, a plataforma de modelagem e simulação ambiental TerraME foi estendida de duas formas, dando origem a plataforma TerraME HPA (High Perfomance Architecture). Primeiro, a ela foi adicionada um pré-processador que traduz o código anotado dos modelos em programas concorrentes na linguagem de programação Lua. Depois, o interpretador Lua originalmente distribuído com o TerraME foi substituído pelo interpretador MOOM, também desenvolvido neste trabalho. O MOOM utiliza o mecanismo de bag-of-tasks para executar funções Lua em paralelo. Desta forma, ele reduz o nível de concorrência programado pelos modeladores e distribui a carga de trabalho das simulações entre os processadores disponíveis em hardware. Finalmente, vários benchmarks selecionados na literatura foram utilizados para avaliar o desempenho e a escalabilidade de diferentes plataformas de programação concorrente na linguagem Lua (ALua, Lane, Luaproc e MOOM) e de diferentes plataformas destinadas ao desenvolvimento simulações ambientais de alto desempenho: TerraME HPA, Repast HPC e D-MASON versões 1.5 e 2.1. Os resultados evidenciam que, quando comparados aos trabalhos correlatos, o interpretador MOOM e a plataforma TerraME HPA apresentaram uma escalabilidade muito boa em todos os cenários avaliados. As aplicações Lua resultantes desta abordagem são flexíveis, pois ao ignorar as anotações, os interpretadores permitem que elas sejam verificadas e evoluídas sequencialmente. ________________________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The continuous increase in the complexity of environmental models can require the use of multiple modeling paradigms to describe the interactions between society and nature. Moreover, the growing volume of data and calculations used in these models requires that the simulations take full advantage of existing hardware parallelism on multiprocessor and multicomputer architectures. In this context, this paper presents and evaluates an approach to the development and simulation of concurrent environmental models based on multiple paradigms. The main objective is to generate scalable simulations and the secondary objective is to produce flexible concurrent models. That is, models which can be easily verified and extended. The proposed approach consists in performing the automated translation of the annotated code from the sequential model into a parallel code that can be executed by a virtual machine, which concurrency model and mechanism for load balancing are independent of the modeling paradigms used in the models. To implement this approach, the modeling and simulation platform TerraME was extended in two ways, giving rise to the TerraME HPA (High Perfomance Architecture) platform. First, it was added a pre-processor that translates the annotated codes into concurrent programs on the Lua programming language. Then, the Lua interpreter originally distributed with TerraME was replaced by the interpreter MOOM, also developed in this work. The MOOM uses the bag-of-tasks mechanism to run Lua functions in parallel. Thus, it reduces the level of concurrency programmed by modelers and distributes the simulation workload among the processors available in hardware. Finally, a number of benchmarks selected from literature were used to evaluate the performance and scalability of different platforms for concurrent programming in Lua (ALUA, Lane, Luaproc, and MOOM) and of different platforms for the development of high performance environmental simulations: TerraME HPA, Repast HPC and D-MASON versions 1.5 and 2.1. The results show that, when compared to related work, the interpreter MOOM and the platform TerraME HPA presents very good scalability in all evaluated scenario. The Lua applications resulting from this approach are flexible, because ignoring the annotations inserted in their codes, interpreters allow them to be verified and evolved sequentially.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:58:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 104649.pdf: 8371805 bytes, checksum: ecf25b37c1c199fe6ad5b9d9255d1d9d (MD5) Previous issue date: 1996 / Este trabalho está inserido no Projeto Nó // que objetiva a construção de um ambiente para processamento paralelo formado por um multicomputador denominado Nó //, um sistema operacional distribuído e um interpretador. O multicomputador Nó // é composto de uma rede de interconexão dinâmica, um sistema de interrupções e de processadores intel i486 com memória privativa. O trabalho implementa as primitivas para o sistema de comunicação deste multicomputador, que realizaram a interface do hardware com o sistema operacional. E através de um modelo de simulação da máquina, simula a execução de uma aplicação realizando então a avaliação do ganho de performance e do tempo gasto com o protocolo necessário para a realização de uma comunicação.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Universidade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-12-15T17:59:17Z No. of bitstreams: 1 2015_LindomarJoséRocha.pdf: 1300687 bytes, checksum: f028dc5aba5d9f92f1b2ee949e3e3a3d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-02-29T22:14:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LindomarJoséRocha.pdf: 1300687 bytes, checksum: f028dc5aba5d9f92f1b2ee949e3e3a3d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-29T22:14:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LindomarJoséRocha.pdf: 1300687 bytes, checksum: f028dc5aba5d9f92f1b2ee949e3e3a3d (MD5) / Diversos ramos do conhecimento humano fazem uso de autovalores e autovetores, dentre eles têm-se Física, Engenharia, Economia, etc. A determinação desses autovalores e autovetores pode ser feita utilizando diversas rotinas computacionais, porém umas mais rápidas que outras nesse senário de ganho de velocidade aparece a opção de se usar a computação paralela de forma mais especifica a CUDA da Nvidia é uma opção que oferece um ganho de velocidade significativo, nesse modelo as rotinas são executadas na GPU onde se tem diversos núcleos de processamento. Dada a tamanha importância dos autovalores e autovetores o objetivo desse trabalho é determinar rotinas que possam efetuar o cálculos dos mesmos com matrizes tridiagonais simétricas reais de maneira mais rápida e segura, através de computação paralela com uso da CUDA. Objetivo esse alcançado através da combinação de alguns métodos numéricos para a obtenção dos autovalores e um alteração no método da iteração inversa utilizado na determinação dos autovetores. Temos feito uso de rotinas LAPACK para comparar com as nossas rotinas desenvolvidas em CUDA. De acordo com os resultados, a rotina desenvolvida em CUDA tem a vantagem clara de velocidade quer na precisão simples ou dupla, quando comparado com o estado da arte das rotinas de CPU a partir da biblioteca LAPACK. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Severa branches of human knowledge make use of eigenvalues and eigenvectors, among them we have physics, engineering, economics, etc. The determination of these eigenvalues and eigenvectors can be using various computational routines, som faster than others in this speed increase scenario appears the option to use the parallel computing more specifically the Nvidia’s CUDA is an option that provides a gain of significant speed, this model the routines are performed on the GPU which has several processing cores. Given the great importance of the eigenvalues and eigenvectors the objective of this study is to determine routines that can perform the same calculations with real symmetric tridiagonal matrices more quickly and safely, through parallel computing with use of CUDA. Objective that achieved by some combination of numerical methods to obtain the eigenvalues and a change in the method of inverse iteration used to determine of the eigenvectors, which was used LAPACK routines to compare with routine developed in CUDA. According to the results of the routine developed in CUDA has marked superiority with single or double precision, in the question speed regarding the routines of LAPACK.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-12-09T15:23:43Z No. of bitstreams: 1 2014_CassioGiorgioCoutoCoelho.pdf: 6440675 bytes, checksum: 8b5963a4d93a602d979ee7ef3249dccf (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-12-29T18:43:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_CassioGiorgioCoutoCoelho.pdf: 6440675 bytes, checksum: 8b5963a4d93a602d979ee7ef3249dccf (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-29T18:43:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_CassioGiorgioCoutoCoelho.pdf: 6440675 bytes, checksum: 8b5963a4d93a602d979ee7ef3249dccf (MD5) / MASE, acrônimo para Multi-Agent System for Enviromental Simulation, foi uma aplicação desenvolvida para a investigação da dinâmica do uso e conversão do solo em cenários ambientais, e apresentou bons resultados utilizando o modelo Cerrado-DF. Como forma de aumentar o domínio dessa ferramenta, este trabalho explorou o modelo de cognição baseado em Belief-Desire-Intention por meio do framework JADEX. Para isso, a arquitetura do MASE foi reformulada e seu código foi refatorado, tanto para que os agentes representassem melhor o raciocínio humano quanto para que a aplicação possuísse melhor desempenho de tempo na execução das simulações. A evolução dessas características trouxe o sucessor do MASE, que foi validado nesse trabalho por meio de dois estudos de caso. Os resultados gerados com essa nova proposta foram comparados com os obtidos no MASE, testando assim a exibilidade da ferramenta e a melhoria do desempenho do sistema. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / MASE, acronym to Multi-Agent System for Enviromental Simulation, was an application developed for land usage and cover change dynamics investigation, using diferent environmental scenarios, and good results with the Cerrado-DF model were obtained with its usage. To increase the domain of MASE, this work explored the Belief-Desire- Intention cognition model using the JADEX framework. This objective was obtained by MASE architecture reformulation, with code refactoring, so the agents could better represent human rationality, as the system time performance could be enhanced. The evolution of this features brought MASE's sucessor: MASE-BDI, which was validated by two case studies. The generated results were compared with the ones obtained in the past with MASE, so the MASE-BDI _exibility could be tested, as performance enhance could be proved as well.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-04-11T12:42:16Z No. of bitstreams: 1 2012_DanielSundfeldLima.pdf: 2274332 bytes, checksum: 03f64cd52764929edc5ad78619656562 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-05-20T14:40:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_DanielSundfeldLima.pdf: 2274332 bytes, checksum: 03f64cd52764929edc5ad78619656562 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-20T14:40:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_DanielSundfeldLima.pdf: 2274332 bytes, checksum: 03f64cd52764929edc5ad78619656562 (MD5) / O alinhamento múltiplo de sequências biológicas é um problema muito importante em Biologia Molecular, pois permite que sejam detectadas similaridades e diferenças entre um conjunto de sequências. Esse problema foi provado NP-Difícil e, por essa razão, geralmente algoritmos heurísticos são usados para resolvê-lo. No entanto, a obtenção da solucão ótima é bastante desejada e, por essa razão, existem alguns algoritmos exatos que solucionam esse problema para um número reduzido de sequências. Dentre esses algoritmos, destaca-se o método exato Carrillo-Lipman, que permite reduzir o espaço de busca utilizando um limite inferior e superior. Mesmo com essa redução, o algoritmo com Carrillo-Lipman executa-se em tempo exponencial. Com o objetivo de acelerar a obtenção de resultados, plataformas computacionais de alto desempenho podem ser utilizadas para resolver o problema do alinhamento múltiplo. Dentre essas plataformas, destacam-se as Unidades de Processamento Gráfico (GPU) devido ao seu potencial para paralelismo massivo e baixo custo. O objetivo dessa dissertação de mestrado é propor e avaliar uma estratégia paralela para execução do algoritmo Carrillo-Lipman em GPU. A nossa estratégia permite a exploração do paralelismo em granularidade na, onde o espaço de busca é percorrido por várias threads em um cubo tridimensional, divido em janelas de processamento que são diagonais projetadas em duas dimensões. Os resultados obtidos com a comparação de conjuntos de 3 sequências reais e sintéticas de diversos tamanhos mostram que speedups de até 8,60x podem ser atingidos com a nossa estratégia. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Multiple Sequence Alignment is a very important problem in Molecular Biology since it is able to detect similarities and di erences in a set of sequences. This problem has been proven NP-Hard and, for this reason, heuristic algorithms are usually used to solve it. Nevertheless, obtaining the optimal solution is highly desirable and there are indeed some exact algorithms that solve this problemfor a reduced number of sequences. Carrillo-Lipman is a well-known exact algorithmfor the Multiple Sequence Alignment problemthat is able to reduce the search space by using inferior and superior bounds. Even with this reduction, the Carrillo-Lipman algorithm executes in exponential time. High Performance Computing (HPC) Platforms can be used in order to produce results faster. Among the existing HPC platforms, GPUs (Graphics Processing Units) are receiving a lot of attention due to their massive parallelism and low cost. The goal of this MsC dissertation is to propose and evaluate a parallel strategy to execute the Carrillo-Lipman algorithm in GPU. Our strategy explores parallelism at ne granularity, where the search space is a tridimensional cube, divided on processing windows with bidimensional diagonals, explored by multiple threads. The results obtained when comparing several sets of 3 real and synthetic sequences show that speedups of 8.60x can be obtained with our strategy.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2006. / Submitted by Érika Rayanne Carvalho (carvalho.erika@ymail.com) on 2009-10-15T01:45:32Z No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestrado Leonardo Nunes da Silva.pdf: 1605735 bytes, checksum: cd1350cb41219363224dc8d8c3d3f2e5 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2009-11-24T14:20:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestrado Leonardo Nunes da Silva.pdf: 1605735 bytes, checksum: cd1350cb41219363224dc8d8c3d3f2e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-24T14:20:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestrado Leonardo Nunes da Silva.pdf: 1605735 bytes, checksum: cd1350cb41219363224dc8d8c3d3f2e5 (MD5) Previous issue date: 2006-12-07 / Na área de processamento paralelo existem dois paradigmas principais de programação: Memória Compartilhada e Troca de Mensagens. Cada um deles é adequado a uma arquitetra de hardware específica. No entanto, existem arquiteturas de multiprocessadores para as quais o mapeamento para um desses paradigmas não é tão simples. Clusters de SMP, por exemplo, são construídos com máquinas de memória compartilhada, conectadas através de uma rede de interconexão. Aplicações para clusters de SMP podem ser programadas para utilizar troca de mensagens entre todos os processadores. Mas existe a possibilidade de um melhor desempenho se utilizado um modelo híbrido de comunicação com troca de informações por memória compartilhada dentro do nó SMP e troca de informações por mensagens entre os nós. Nesse trabalho foi desenvolvido e avaliado um modelo híbrido de programação para uma aplicação na área de engenharia mecânica baseada no método dos elementos finitos. O objetivo desse trabalho é avaliar esse modelo e comparar seu desempenho com uma versão pura, por troca de mensagens, da aplicação. ___________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In the area of parallel processing there are two major programming paradigms: Shared Memory and Message Passing. Each of them fits into a specific physical model, but there are multiprocessor architectures whose mapping to one of these paradigms is not so simple. SMP clusters, for example, are built by connecting some shared memory machines through an interconnection network. Applications on SMP clusters can be programmed to use message passing among all processors. However, it’s possible to achieve better performance using a hybrid model with shared memory communication inside SMP nodes and message passing communication between them. In this work, a hybrid model was used to develop an engineering application based on the Finite Element Method in order to evaluate this model and to compare its performance with a pure message passing version of the same application.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2006. / Submitted by Kathryn Cardim Araujo (kathryn.cardim@gmail.com) on 2009-11-13T12:07:06Z No. of bitstreams: 1 2006_RobertaRibeiroFerreira.pdf: 1012527 bytes, checksum: 0f8b6c0ad04b7092c4a0d6a3c623f831 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-11-13T13:42:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_RobertaRibeiroFerreira.pdf: 1012527 bytes, checksum: 0f8b6c0ad04b7092c4a0d6a3c623f831 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-13T13:42:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_RobertaRibeiroFerreira.pdf: 1012527 bytes, checksum: 0f8b6c0ad04b7092c4a0d6a3c623f831 (MD5) Previous issue date: 2006-07-27 / Na área das Engenharias muitos problemas complexos de soluções extremamente trabalhosas e normalmente impossíveis de serem resolvidos por métodos analíticos exigem soluções numéricas. O método dos elementos finitos (MEF) é uma abordagem para solução destes problemas encontrados em análise de estruturas, fluídos, eletromagnetismo, modelagem de circuitos integrados, biomédica e transferência de calor que necessitam processamento de alto desempenho e trabalham com grandes volumes de dados. A computação paralela aparece como uma alternativa viável para a obtenção do desempenho necessário para a solução de problemas através do MEF e a utilização de clusters, como alternativa para a obtenção deste desempenho a baixo custo, se comparados a outros sistemas de computação paralela. Contudo, em ambientes heterogêneos, para que o paralelismo seja explorado eficientemente é fundamental uma distribuição balanceada da carga de trabalho. Para isto, se faz necessário o conhecimento detalhado dos custos de execução e comunicação envolvidos no processamento da aplicação paralela, nas diferentes máquinas do ambiente. Este trabalho tem como objetivo caracterizar o desempenho, através de medições de tempo de execução detalhadas, de um código paralelo para um problema de análise estrutural modelado pelo método dos elementos finitos e resolvido pelo método dos gradientes conjugados (MGC), em um ambiente heterogêneo de PCs. Através dos resultados obtidos com as medições detalhadas, foi possível estabelecer um balanceamento de carga empírico para o ambiente heterogêneo, mostrando a viabilidade da utilização deste ambiente para a execução do código paralelo do método dos elementos finitos. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / There are many complex problems of extremely difficult solutions in engineering area. These complex problems are usually impossible to be resolved for analytic methods and then they demand numeric solutions. The Finite Elements Method (FEM) is an approach for the solution of these problems found in analysis of structures, fluids, electromagnetism, assembling of integrated circuits, biomedical and transfer of heat, that need high performance processing and work with great volumes of data. The parallel computing appears as a viable alternative for obtaining the necessary performance for the solution of problems through the FEM and the use of cluster appears as an alternative for obtaining this performance processing at a low cost, if compared with the other systems of parallel computing. However, in heterogeneous environments, for an efficiently exploration of the parallelism, it is fundamental a balanced distribution of the work load. For this, it is necessary the knowledge of the execution costs and the communication involved in the processing of the parallel application, in the different machines of the environment. This work has as objective to characterize the performance of a parallel code for a problem of structural analysis modeled by the Finite Elements Method and solved by the Conjugated Gradients Method, in a heterogeneous environment. Through the results obtained with the detailed measurements, it was possible to establish an empiric load balancing for the heterogeneous environment, showing the viability of the use of this environment for the execution of the parallel code of the Finite Elements Method.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2015-10-21T17:31:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação de Mestrado.pdf: 1668983 bytes, checksum: 98951747828368f07a28ba2b442a63ef (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-21T17:31:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação de Mestrado.pdf: 1668983 bytes, checksum: 98951747828368f07a28ba2b442a63ef (MD5) Previous issue date: 2015-04-06 / ORMs (Object-Relational Mappers) são bastante populares porque eles reduzem o esforço de desenvolvimento de camadas de acesso a dados ao permitir, entre outras coisas, que sistemas manipulem objetos transientes e persistentes de maneira similar. Em particular, ORMs permitem que sistemas naveguem por objetos de ambos os tipos exatamente da mesma maneira. Infelizmente, entretanto, navegar por objetos persistentes é muito mais lento do que navegar por objetos transientes. Para atenuar este problema, ORMs pré-carregam objetos executando consultas SQL (Structured Query Language) que, no lugar de carregar os atributos de um único objeto, tal como ocorre quando objetos são carregados sob demanda, carregam os atributos de vários objetos. Em muitos casos, estas consultas podem ser executadas concorrentemente. Entretanto, a maioria dos ORMs executa consultas apenas sequencialmente. Esta pesquisa visa aumentar o desempenho de sistemas baseados em ORMs. Para tanto, ela define uma DSL (Domain-Specific Language) de especificação de navegações por objetos chamada Litoral. Também integra esta pesquisa o projeto e a implementação de um interpretador de especificações Litoral. O interpretador navega por objetos transientes (aqueles que existem apenas na memória primária) e persistentes (aqueles que armazenados em um banco de dados relacional) e pré-carrega os do segundo tipo executando consultas sequencialmente ou concorrentemente. A estratégia desta pesquisa foi avaliada com os benchmarks sintéticos Emeio e OO7, desenvolvidos, respectivamente, no contexto desta pesquisa e por terceiros. No primeiro, pré-carregar objetos executando consultas concorrentemente aumentou a velocidade de execução em até 323,6%. No segundo, o aumento foi de até 245,7%. Os benchmarks também foram implementados com os ORMs Hibernate e EcliseLink JPA, os quais aderem à especificação JPA (Java Persistence Architecture). O primeiro foi escolhido por ser bastante popular. O segundo foi escolhido por ser a implementação de referência desta especificação. As implementações baseadas no Hibernate e EclipseLink JPA foram significativamente otimizadas. Entretanto, em todos os cenários de Emeio e OO7 que oferecem oportunidades para pré-carregar objetos executando consultas concorrentemente, o desempenho delas foi inferior ao da implementação baseada no interpretador de Litoral. / ORMs (Object-Relational Mappers) are quite popular because they reduce the effort of developing data access layers by allowing, among other things, systems manipulate transient and persistent objects in similar ways. In particular, ORMs allow systems navigate through objects of both types exactly the same way. Unfortunately, however, navigating through persistent objects is much slower than navigating through transient ones. To alleviate this problem, ORMs prefetch objects executing SQL (Structured Query Language) queries that fetch the attributes of multiple objects. In many cases, these queries can be executed concurrently. However, most ORMs execute queries sequentially only. In this research, we aim to increase the performance of ORM based systems. To this end, we define a DSL (Domain-Specific Language) for specifying navigations through objects called Litoral. We also implement a Litoral interpreter that navigates through transient (objects that exist only in the primary memory) and persistent objects (objects stored in a relational database) and prefetches the second type with queries executed sequentially or concurrently. We evaluated our strategy with the synthetic benchmarks Emeio and OO7. In the first one, prefetching objects with queries concurrently executed increased execution speed up to 323.6%. In the second one, the increase was up to 245.7%. We also implemented the benchmarks with the Hibernate and EcliseLink JPA ORMs, which adhere to the JPA (Java Persistence Architecture) specification. We chose the first one because it is quite popular and the second one because it is the reference implementation of JPA. We optimized the implementations based on Hibernate and EclipseLink JPA extensively. However, in all scenarios of Emeio and OO7 that offer opportunities for prefetching objects with queries concurrently executed, their performance was inferior to the performance of the implementations based on the Litoral interpreter.

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