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Metaheuristicas aplicadas ao planejamento da expansão da transmissão de energia eletrica em ambientes de processamento distribuido

Sergio Azevedo de Oliveira
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 01/10/2004 Português
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66.31%
Neste trabalho foram desenvolvidas diversas metaheuristicas combinatorias para a resolução do problema do planejamento da expansão da transmissão dos sistemas de energia eletrica analisado do ponto de vista estatico e a longo prazo, dentre as quais uma versão paralela da metodologia "simulated annealing" e diversas versões paralelas de algoritmos geneticos; alem de um time ass?ncrono cujos agentes são variantes destas metaheuristicas. Todas estas versões são inicializadas por um time assincrono de algoritmos heuristicos construtivos e executadas em um ambiente de processamento distribuido composto por uma rede heterogenea de estações SUN, sistema operacional SunOS, com biblioteca para processamento paralelo PVM. Foram feitos diversos testes para os sistemas: Garver (6 barras/15 ramos), Sul brasileiro (46 barras/79 ramos), Norte-Nordeste brasileiro (87 barras/179 ramos) e sistema colombiano (93 barras/155 ramos), e os resultados comprovam a eficacia das metodologias propostas quando comparados com os resultados das versões seriais de cada metaheuristica isoladamente, bem como mostram uma redução significativa nos tempos de processamento.; In this work, several combinatorial metaheuristics are developed for solving the transmission expansion planning problem of electric power systems that is analysed considering the static and long-term approach...

Estudo sobre processamento maciçamente paralelo na internet

Eduardo Javier Huerta Yero
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 29/07/2003 Português
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56.61%
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; 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...

Sistema para controle de maquinas robotizadas utilizando dispositivos logicos programaveis

Luiz Eduardo Guardia Filho
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 06/07/2005 Português
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56.25%
Este trabalho de mestrado teve o propósito de projetar e construir um sistema de hard-ware capaz de realizar o controle de máquinas robotizadas em tempo real. Foi dada uma abordagem usando técnicas de processamento paralelo e eletrônica reconfigurável com o uso de dispositivos lógicos programáveis. Mostrou-se em função dos resultados das implementações que o sistema proposto é eficiente para ser utilizado no controle de robôs baseado em modelos matemáticos complexos como cinemático direto/inverso, dinâmico e de visão artificial. Esse mesmo sistema prevê sua utilização para os quatro níveis hierárquicos envolvidos em plantas que se utilizam de controle automático: supervisão, tarefas, trajetória e servomecanismos. O sistema possui interfaces de comunicação USE e RS-232, conversores A/D e D/A, sistema de processamento de imagens (entradas e saídas de sinais de vídeo analógico), portas E/S, chaves e leds para propósito geral. A eficiência foi comprovada através de experimentações práticas utilizando sistemas robóticos reais como: sistema de um pêndulo acionado, robô redundante de 4GDL denominado Cobra, e solução em hardware de funções importantes no sentido da resolução dos modelos matemáticos em tempo real como funções transcendentais; This work had as purpose the project and build of a hardware system with abilities to accomplish the real time control of robotic machines. It was given an approach using tech-niques of parallel processing and programmable electronics configuration with programmable logic devices. According to the implementation results...

Uma linguagem para especificação de fluxo de execução em aplicações paralelas; A specification language for execution flow in parallel applications

Cristina Enomoto
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 22/08/2005 Português
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56.36%
Vários sistemas de grid e computação distribuída existentes só permitem a execução de aplicações com um fluxo de execução de tarefas básico, no qual é feita a distribuição das tarefas executadas em paralelo e depois a coleta de seus resultados. Outros sistemas permitem definir uma relação de dependências entre as tarefas, formando um grafo direcionado acíclico. Porém, mesmo com este modelo de fluxo de execução não é possível executar vários tipos de aplicações que poderiam ser paralelizadas, como, por exemplo, algoritmos genéticos e de cálculo numérico que utilizam algum tipo de processamento iterativo. Nesta dissertação é proposta uma linguagem de especificação para fluxo de execução de aplicações paralelas que permite um controle de fluxo de tarefas mais flexível, viabilizando desvios condicionais e laços com iterações controladas. A linguagem é baseada na notação XML (eXtensible Markup Language), o que lhe confere características importantes tais como flexibilidade e simplicidade. Para avaliar estas e outras características da linguagem proposta, foi feita uma implementação sobre o sistema de processamento paralelo JoiN. Além de viabilizar a criação e execução de novas aplicações paralelas cujos fluxos de tarefas contêm laços e/ou desvios condicionais...

Um sistema de arquivos distribuido para computadores maciçamente paralelos virtuais

Juan Carlos Hidalgo Costa
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 06/08/2002 Português
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66.61%
Os computadores conectados pela Internet oferecem em conjunto um grande poder de cômputo, o qual deve continuar crescendo nos próximos anos. Eles podem ser vistos como um Computador Maciçamente Paralelo Virtual com memória distribuída que pode ser usado na resolução de problemas de grande porte. Existem várias propostas que visam tirar proveito da Internet como um computador virtual, utilizando Java como linguagem independente de plataforma. Entretanto, a maior parte destes projetos não trata, ou trata de forma superficial, a necessidade de se ter um sistema de arquivos que garanta a viabilidade e eficiência do processamento paralelo. Este trabalho propõe um sistema de arquivos distribuído baseado em grupos de servidores e voltado a plataformas para o processamento maciçamente paralelo na Internet. São propostos mecanismos para atender os requisitos fundamentais de sistemas deste tipo, eliminando as principais deficiências dos sistemas de arquivos convencionais. São apresentados e discutidos os resultados obtidos nos testes de uma implementação de referência do sistema de arquivos sobre JOIN, uma plataforma de processamento maciçamente paralelo virtual baseada na Internet. Esta implementação se mostrou confiável...

Processamento paralelo de algoritmos de controle hierarquico

Jose Tarcisio Costa Filho
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 29/07/1988 Português
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66.25%
Neste trabalho estudamos e alteramos a estrutura de cálculo de algorítimos de controle hierárquico com a finalidade de obter procedimentos de parelização que permitam implementação eficiente em arquiteturas de múltiplos processadores, bem como realizamos experimentos em processamento paralelos destes algoritimos; In this work we have studied and chaged the calculation structure of hierarchical control algorithms with the objective of developing parallelizacion produres allowing the efficient implementation in multiprocessors architecture, as well as we made experiments the parallel processing of these algorithms

Proposta de um sistema de modelagem e predição analitica de desempenho para uma plataforma de processamento paralelo; Proposal of a performance modeling and analytical prediction system for a parallel processing system

Roberto Hirochi Herai
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 16/12/2005 Português
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76.52%
A predição de desempenho é um importante mecanismo para avaliar a utilização de recursos e estimar o tempo de execução de aplicações em sistemas paralelos. Este trabalho apresenta uma ferramenta que permite criar modelos que representam características da aplicação e dos computadores utilizados para processá-la. Tais modelos são combinados para gerar um modelo de desempenho mais abrangente, cuja análise permite obter estimativas de tempo de execução que contemplem fatores de atraso tais como operações aritméticas sobre diferentes tipos de dados e efeitos de contenção, causados por concorrência. As estimativas podem ser geradas em poucos segundos e permitem analisar o impacto causado na aplicação pela utilização de diferentes configurações do sistema de processamento paralelo. A ferramenta foi implementada para um sistema de processamento paralelo baseado em Java, chamado JoiN, e ela mostrou ser possível obter estimativas satisfatórias de tempos de execução para diversos tipos de aplicações paralelas; Performance prediction is an important mechanism to evaluate the use of resources and predict the execution time of applications in parallel systems. This work presents a tool for the creation of models that represent applications and computers characteristics. Such models are combined to generate a performance model...

Time assincrono inicializador para o planejamento da expansão da transmissão

Claudio Renato Thomas Almeida
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 04/06/1998 Português
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56.2%
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...

Um estudo comparativo da analise de curto-circuito probabilistico em ambientes paralelo e distribuido

Fujio Sato
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 28/07/1995 Português
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66.43%
Este trabalho apresenta a paralelização de um programa de análise de curto-circuito probabilístico utilizando o método de Monte Cado para sistemas de potência. O programa, originariamente desenvolvido e implementado em computadores seqüenciais, foi codificado para dois ambientes distintos de alto desempenho (paralelo e distribuído), tendo como um dos objetivos a verificação de alguns itens importantes concernentes ao processamento paralelo, tais como: portabilidade, desempenho, escalabilidade e comunicação. As implementações paralela e distribuída desta aplicação foram feitas com dois modelos de programação concorrente: o SP M D (Single Process Multiple Data) e o Mestre/Escravo. Os resultados foram obtidos através de testes em quatro sistemas elétricos da região Sul-Sudeste do Sistema Interligado brasileiro; This work presents the parallelization of a power system probabilistic short-circuit analysis program using Monte Gar/o method. A sequential version of the code, originally developed for one-processor machine, was extended to two different high performance computer system architectures (parallel and distributed). The main objective of the research was to study issues such as portability, performance, scalability and communication. Two programming models have been implemented on both architectures: SP MD...

Metodo Zvus Gauss paralelo para calculo de fluxo de potencia trifasico em redes assimetricas de distribuição de energia eletrica

Jose Carlos de Melo Vieira Junior
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 11/05/1999 Português
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56.2%
Este trabalho propõe um método paralelo para o cálculo do fluxo de potência trifásico em redes assimétricas de distribuição de energia elétrica, baseado no método Zbus Gauss. A modelagem dos diversos componentes da rede é desenvolvida utilizando-se quantidades de fase e a forma I = YV, na qual as fases abc são desacopladas por meio de injeções compensadoras de corrente. Esse desacoplamento por fase permite o uso de computação paralela para resolver o problema, pois as equações referentes a cada fase podem ser solucionadas separadamente. A modelagem inclui representação de linhas assimétricas, transformadores trifásicos com perdas, capacitores, cogeradores e cargas desbalanceadas. Para testar seu desempenho, o método foi implementado em máquinas seriais, no computador paralelo nCUBE2 e numa rede de estações de trabalho com PVM, tendo sido comparado ao método Zbus Gauss convencional utilizando vários sistemas de distribuição reais. Observou-se um ganho de até 2,82 com três processadores em relação ao método convencional serial. O programa desenvolvido pode ser útil na operação e planejamento de redes trifásicas de distribuição permitindo analisá-las sob diversos aspectos: perdas nas linhas e transformadores...

Minimização de pedras em redes de distribuição de energia eletrica atraves de metodos de busca inteligentes com processamento paralelo

Welfane Kemil Tão
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 03/10/1999 Português
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76.32%
Esse trabalho trata o problema da minimização das perdas em sistemas de distribuição de energia elétrica. Considerando a restrição da operação radial da rede de distribuição, o problema pode ser formulado como uma generalização da árvore recobridora de custo mínimo. A solução de mínimas perdas é obtida em duas etapas. A restrição de radialidade é relaxada na primeira etapa, obtendo-se uma solução otimista para o problema. Na segunda etapa, utiliza-se uma estratégia de busca para encontrar a solução ótima global factível do problema, guiada pelas informações da solução otimista. A solução otimista é obtida através de técnicas de otimização de fluxos não lineares em redes. A estratégia de busca usa procedimentos da área de inteligência artificial. Técnicas de processamento paralelo auxiliam a obtenção mais rápida da solução ótima; This thesis addresses the problem of loss minimization for electric energy distribution system. As distribution networks operates radially, the problem can be formulated as a generalization of minimum spanning tree problem. The minimum loss solution is obtained in two steps. The constraint of radial operation is relaxes in the first step, leading to an optimistic solution. Information from optimistic solution is used to guide search strategies for obtain the optimal feasible solution. Non-linear network flow methods are adopted to find the optimistic solution. The search strategies is based on concepts from the field of artificial intelligence. Parallel processing speeds the search of optimal solution

Avaliação de algoritmos de ordenação em sistemas paralelos

Anna Catharina da Costa Dantas
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 19/12/1997 Português
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56.25%
A classificação ou ordenação de dados tem assumido grandes proporções no âmbito do processamento de informações, tanto devido a sua importância na análise de desempenho quanto pelo fato de ser utilizado como processo intermediário em diversas aplicações. Os primeiros estudos sobre ordenação se deram a partir dos algoritmos seqüenciais. Entretanto, o tamanho crescente das aplicações tratadas vem impondo maior demanda de tempo de execução e memória, provocando uma necessidade de evolução. Para tentar minimizar os efeitos de complexidade dos algoritmos seqüenciais de ordenação, diversos algoritmos paralelos vêm sendo propostos. A combinação entre a tecnologia disponibilizada pelo processamento paralelo e a eficiência dos algoritmos de ordenação produz algoritmos paralelos de ordenação com alto poder de computação. Esse trabalho avalia alguns dos algoritmos paralelos de ordenação interna disponíveis na literatura, aplicáveis ou adaptados a multicomputadores MIMD de memória distribuída, interconectados por redes locais. Alguns benchmarks com diferentes características de distribuição de probabilidade foram implementados para validar os resultados apresentados, obtidos a partir da execução paralela suportada por bibliotecas de comunicação por troca de mensagens; Data sorting has assumed large proportions in the field of information processing...

Um sistema para o processamento massivamente paralelo na world wide web

Eduardo Javier Huerta Yero
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 28/08/1998 Português
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66.7%
A velocidade das redes e o poder de processamento dos computadores conectados a elas têm aumentado muito nos últimos anos. Os computadores ligados à Internet, vistos em conjunto, oferecem um poder computacional muito maior que o oferecido pela mais avançada máquina paralela. Estes dados indicam à possibilidade de se usar esse enorme poder computacional disponível na Internet como um computador massivamente paralelo. Este trabalho apresenta o JOIN, um sistema que tem como objetivo implementar um Computador Massivamente Paralelo Virtual, que pode ser visto como um grande conjunto de computadores independentes conectados por uma rede tipo Internet. Diferente de outras abordagens, o JOIN se baseia na ampla disponibilidade da linguagem Java e de interfaces simples de acesso à Internet para atingir seus objetivos e prevê formas de recompensar os donos dos computadores participantes no processamento paralelo. Estas características tornam o sistema proposto capaz de agrupar um grande número de computadores, permitindo a exploração do potencial de computação disponível na Internet; The processing power of computers and the network bandwidth have rapidly increased in the last several years. The computers connected to Internet...

Estudo de escalabilidade em sistemas de processamento paralelo virtual; Scalability study of virtual parallel processing systems

Fábio Soares Rocha
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 31/03/2010 Português
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76.52%
A utilização de sistemas de processamento paralelo virtual tem aumentado em várias áreas de aplicação, desde as estritamente matemáticas até as médicas e biológicas. Devido a esse crescimento, são cada vez mais necessários mecanismos para uma avaliação consistente de desempenho de sistemas desse tipo. É necessário também haver um entendimento mais preciso do conceito de escalabilidade, um dos principais indicadores de desempenho, tanto quanto ao seu significado como quanto à maneira de mensurá-la. Este trabalho traz um estudo comparativo sobre métricas de escalabilidade para sistemas de processamento paralelo homogêneos e heterogêneos, onde duas métricas homogêneas foram selecionadas para serem utilizadas na avaliação do limite superior de escalabilidade de duas plataformas de processamento paralelo virtual (JoiN a JPVM). A partir deste estudo foi proposta uma métrica de escalabilidade que utiliza como base para a sua análise o speedup, conceito muito familiar em processamento paralelo. Foram realizados testes de validação da métrica proposta, que destacam seu caráter prático e adequação para a aplicação em sistemas heterogêneos de processamento paralelo virtual; The utilization of Virtual Parallel Processing Systems has increased in several application areas...

Estudo de casos com aplicações científicas de alto desempenho em agregados de computadores multi-core

Silva Filho, Luiz Carlos Pinto
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 106 f.| il., grafs., tabs.
Português
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56.21%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação; Este trabalho de disserta»c~ao concentra seu esfor»co no estudo emp¶³rico de tr^es casos com ambientes de cluster distintos e homog^eneos, sendo que dois deles s~ao ambientes operacionais de empresas. Tais agregados s~ao compostos por computadores multiprocessados com processadores mono-core e multi-core (dual-core e quad-core), interconectados por redes Gigabit Ethernet, e outro ambiente interconectado por uma rede Myrinet. O primeiro estudo de caso foi realizado em um ambiente experimental como um exerc¶³cio emp¶³rico sobre a rela»c~ao entre tecnologias de rede de interconex~ao e carac- ter¶³sticas inerentes a aplica»c~oes paralelas. Com isso, pretendeu-se entrar em contato com a realidade da computa»c~ao paralela por meio de arquiteturas paralelas distribu¶³das como os agregados de computadores. Al¶em disso, pode-se conhecer e analisar as diferen»cas em desempenho oferecido por sistemas de comunica»c~ao distintos, como a tecnologia de rede Myrinet face µa tecnologia Ethernet, diante de aplica»c~oes de granularidades distintas, bem como compreender as m¶etricas comumente adotadas em avalia»c~oes de desempenho. Dentre as contribui»c~oes do trabalho de pesquisa e experimenta»c~ao desenvolvido est¶a a redu»c~ao do tempo de execu»c~ao de aplica»c~oes cient¶³¯cas grand challenge...

Cluster computacional para processamento de reflexão sísmica 2D/3D

Gandarinho, Luís Miguel Capela
Fonte: Universidade de Aveiro Publicador: Universidade de Aveiro
Tipo: Dissertação de Mestrado
Português
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56.5%
Tendo em vista o processamento de dados de sísmica de reflexão 3D, foi criado um cluster computacional usando worstations do Departamento de Geociências ligadas em rede Ethernet Gb, funcionando sob o sistema operativo Windows Server 2003 com o Compute Cluster Pack. Apresenta-se uma descrição detalhada das operações associadas a cada etapa da implementa ção desse cluster. O seu funcionamento foi testado com diferentes processos utilizando um pacote de software comercial de processamento de dados sísmicos (SPW) preparado para tirar partido do processamento paralelo. Os testes permitiram comprovar e quantificar os ganhos de desempenho obtidos em termos das métricas habitualmente usadas para o efeito, nomeadamente overhead, speedup, efficiency e scalability. Em alguns processos de especial interesse prático, testados num cluster de 4 máquinas quad-core(16 processadores), atingiram-se ganhos da ordem de 11-12. Além disso a elevada eficiência atingida (da ordem dos 70-75), mostrou-se aproximadamente independente do número de processadores.; Having regard to 3D seismic reflection data processing, was created a compute cluster using Department of Geosciences networked Gb Ethernet worstations, running under operating system Windows Server 2003 with Compute Cluster Pack. It presents a detailed description of the operations associated with each stage of the implementation of this cluster. Its operation was tested with different processes using a commercial software package for seismic data processing (SPW) prepared to take advantage of parallel processing. The tests allowed to prove and quantify the performance gains achieved in terms of the metrics commonly used for this purpose...

Arquitetura paralela reconfigurável baseada em fluxo de dados implementada em FPGA

Ferlin, Edson Pedro
Fonte: Curitiba Publicador: Curitiba
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 1,79 MB
Português
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56.42%
Many real-world engineering problems require high computational power, especially concerning to the processing speed. Modern parallel processing techniques play an important role in reducing the processing time as a consequence of the parallel execution of machinelevel operations for a given application software , taking advantage of possible independence between data and operations during processing time. Recently, reconfigurable computation has gained large attention thanks to its ability to combine hardware performance and software flexibility, allowed the developmentof very complex, compact and powerful systems for custom application. Tjis work proposes a new architecturefor parallel reconfigurable computation that associate the power of parallel processing and the flexibility of reconfigurable devices. This architecture allows quick customization of the system for many problems and, particularly, for numerical computation. For instance, this architecture can exploit the inherent parallelism of the numerical computation of differential equations, where several operations can be executed at the same time using a dataflow graph model of the problem. The proposedarchitecture is composed by a Control Unit , responsible for the control of all Processing Elements (PEs) and the data flow between them; and many application-customized PEs...

Contributions to the study of the protein folding problem using bioinspired computation and molecular dynamics

Benítez, César Manuel Vargas
Fonte: Curitiba Publicador: Curitiba
Tipo: Tese de Doutorado
Português
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56.36%
The Protein Folding Problem (PFP) is considered one of the most important open cha- llenges in Biology and Bioinformatics. In this thesis, a novel approach for simulating the protein folding pathways is proposed where, instead using the three-dimensional structure of the protein, the folding states are represented by Contact Maps (CM). A two-dimensional Cellular Automata (2D-CA) evolver is used to simulate the fol- ding process, where each configuration represents a folding state and it is obtained according to its predecessor and a transition rule. Since finding transition rules for simulating a dynamic behavior is a very difficult task, it is proposed a distributed Gene-Expression Programming (GEP)-based approach, called pGEP-CA. Specific fit- ness functions, based on similarity and symmetry measures, are proposed. Futhermore, a heterogeneous parallel Ecology-inspired algorithm is proposed. This algorithm, called pECO, is used for reconstructing the structures from the CMs, using the 3D-AB off-lattice model. Moreover, to the best of our knowledge, it is presented the first application of Molecular Dynamics (MD) to the PFP, using the same model of proteins. Experiments were done to evaluate the adequacy of the proposed approaches. Also...

Modelagem matemática tridimensional para problemas de interação fluido-estrutura; Mathematical modeling for three-dimensional fluid-structure interaction problems

Campregher Junior, Rubens
Fonte: Universidade Federal de Uberlândia Publicador: Universidade Federal de Uberlândia
Tipo: Tese de Doutorado
Português
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56.42%
A modelagem matemática e a simulação numérica de escoamentos turbulentos tridimensionais ao redor de geometrias complexas móveis constituem um dos grandes desafios da engenharia moderna. A discretização de domínios tridimensionais costuma exigir grande capacidade de armazenamento e processamento de dados que, se somados aos freqüentes refinamentos locais das malhas, torna os cálculos extremamente caros. Por sua vez, a representação de geometrias complexas empregando coordenadas generalizadas, pode gerar dificuldades matemáticas ou numéricas, além de possuírem abrangência limitada. A metodologia de Fronteira Imersa está sendo desenvolvida como uma alternativa para lidar com este problema, separando-o em dois domínios distintos: um domínio lagrangiano para representar a interface sólido/fluido e um domínio euleriano para discretizar o fluido. O presente trabalho apresenta uma extensão para problemas tridimensionais de uma metodologia de fronteira imersa, desenvolvida no LTCM, denominada Modelo Físico Virtual. O domínio euleriano foi discretizado com aproximações espaciais e temporais de segunda ordem, empregando Volumes Finitos em malhas cartesianas e com capacidade de processamento paralelo. O domínio lagrangiano foi construído com uma malha de elementos triangulares. Os testes preliminares foram feitos de forma a validar...

Paralelização de calculos de elementosfinitos utilizando programação orientada a objetos

Erico Correia da Silva
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 23/07/1997 Português
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56.54%
Com o advento dos grandes computadores para processamento paralelo, veio a possibilidade de um aumento na dimensão dos problemas viáveis e diminuição do tempo de resposta para simulações por elementos finitos. Este trabalho trata da paralelização de um ambiente orientado a objetos, próprio para o desenvolvimento de aplicações de elementos finitos. Com este ambiente, baseado em arquiteturas de memória distribuída, todo o processamento é dividido em mais de um processador desde a leitura dos dados e montagem das malhas parciais, até a solução e geração dos arquivos de saída. A solução do sistema global de equações, gerado pelo problema de elementos finitos, deve utilizar neste trabalho, um algoritmo de gradiente conjugado pré condicionado paralelo, também desenvolvido como parte deste trabalho. Uma aplicação implementada com base no ambiente paralelizado de elementos finitos, poderá ser executada tanto nos grandes computadores paralelos, como em redes locais de estações de trabalho, o que viabilizará o estudo de problemas que antes não podiam ser analisados, seja por falta de memória ou pelo excessivo tempo de processamento... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital; After the advent of big computers for paralIel processing...