|
|
Využití paralelizovaných matematických operací v oblasti zpracování dat
Polášek, Jaromír ; Ležák, Petr (oponent) ; Mžourek, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato Bakalářská práce se zabývá zrychlení výpočtů funkcí paralelními výpočty, zprostředkovaných grafickými kartami NVDIA, prostřednictvím technologie CUDA. Teoretická část popisuje obecné principy paralelních výpočtů a základní vlastnosti a parametry grafických karet NVDIA. Teoretické část se také věnuje základním principům technologie CUDA. Konec teoretické části se věnuje knihovnám FFTW a CuFFT. Praktická část se zabývá srovnání výkonu GPU a CPU na funkcích filter2D a Canny a možnostem praktického zrychlení výpočtu rychlé konvoluce. V praktické části jsou také popsány ukázky kódu, který byly použity pro srovnání výkonu GPU a CPU. Výsledky těchto programů jsou následně zaneseny do grafů a zhodnoceny.
|
|
|
Semi - analytické výpočty a spojitá simulace
Kopřiva, Jan ; Kubátová, Hana (oponent) ; Novitzká,, Valerie (oponent) ; Kunovský, Jiří (vedoucí práce)
Práce se zabývá urychlením a zpřesněním numerických výpočtů, především pak úloh z oblasti diferenciálního počtu. Zmíněné vlastnosti jsou charakteristické pro skupinu výpočtů nazývaných semi-analytické. Jednou z možností urychlení výpočtu obyčejných diferenciálních rovnic je paralelizace. Předkládaná paralelizace je založena na transformaci numerického řešení do aritmetiky zbytkových tříd, která je rozšířena o výpočty s pohyblivou čárkou. Součástí práce je i nový algoritmus pro součin celých čísel a jeho následnou redukci zvoleným modulem. Vzhledem k aplikacím v diferenciálním počtu jsou v práci popsány upravené integrační metody - Eulerova, Runge - Kutta a Taylorova s využitím aritmetiky zbytkových tříd. V závěru jsou také nástíněny další možnosti rozšíření a urychlení popsané aritmetiky.
|
|
|
Residue Number System Based Building Blocks for Applications in Digital Signal Processing
Younes, Dina ; Brzobohatý, Jaromír (oponent) ; Vlček, Čestmír (oponent) ; Šteffan, Pavel (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with designing residue number system based building blocks to enhance the performance of digital signal processing applications. The residue number system (RNS) is a non-weighted number system that provides carry-free, parallel, high speed, secure and fault tolerant arithmetic operations. These features make it very attractive to be used in high-performance and fault tolerant digital signal processing (DSP) applications. A typical RNS system consists of three main components; the first one is the binary to residue converter that computes the RNS equivalent of the inputs represented in the binary number system. The second component in this system is parallel residue arithmetic units that perform arithmetic operations on the operands already represented in RNS. The last component is the residue to binary converter, which converts the outputs back into their binary representation. The main aim of this thesis was to propose novel structures of the basic components of this system in order to be later used as fundamental units in DSP applications. This thesis encloses improving and designing novel structures of these components, simulating and verifying their efficiency via FPGA implementation. In addition to suggesting novel structures of basic RNS components, a detailed study on different moduli sets that compares and determines the most efficient one for different dynamic range requirements is also presented. One of the main outcomes of this thesis is concluding and verifying the main condition that should be met when choosing a moduli set, in order to improve the timing performance of a DSP application. An RNS-based image processing application is also proposed. Its efficiency, in terms of timing performance and power consumption, is proved via comparing it with a binary-based one. Finally, the main considerations that should be taken into account when choosing to use the binary number system or RNS are also discussed in details.
|
|
|
Paralelizace náročných úloh rekonstrukce v dynamické magnetické rezonanci
Bijotová, Kateřina ; Rajmic, Pavel (oponent) ; Mašek, Jan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá paralelizací náročných úloh rekonstrukce v dynamické magnetické rezonanci. Popisuje základní princip magnetické rezonance a její souvislost s Fourierovou transformací. Zabývá se rozdílem mezi statickou a dynamickou rekonstrukcí obrazu z magnetické rezonance. Rozebírá algoritmus SVD a jeho použití při rekonstrukci zobrazování magnetickou rezonancí. Uvádí princip a význam paralelních výpočtů při zobrazování magnetickou rezonancí a dále popisuje technologii CUDA. Dále práce obsahuje popis a vypracování implementace rekonstrukčního modelu v jazyce MATLAB a jazyce Java, jež byly optimalizovány knihovnou JCuda v případě Java implementace a funkcí gpuArray pro MATLAB implementaci.
|
|
|
Návrh binárních amplitudových hologramů pro optické generování ultrazvuku akcelerovaný pomocí GPU
Knotek, Martin ; Vaverka, Filip (oponent) ; Jaroš, Jiří (vedoucí práce)
V této práci se zabýváme možnostmi urychlení vědeckých výpočtů s použitím grafických výpočetních jednotek. Termínem vědecký výpočet v tomto kontextu rozumíme specifický algoritmus, který počítá povrch binárních hologramů, jež se používají při generování ultrazvuku. Zaměříme se na návrh hologramu, zvláště pak na rychlost, se kterou můžeme vypočítat povrch takového hologramu. Za tímto účelem použijeme dvě populární platformy pro paralelní zpracování dat - CUDA a OpenMP. Výsledný povrch hologramu je důležitý, protože ovlivňuje specifické fyzikální vlastnosti hologramu.
|
|
|
Paralelizace náročných úloh rekonstrukce v dynamické magnetické rezonanci
Bijotová, Kateřina ; Rajmic, Pavel (oponent) ; Mašek, Jan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá paralelizací náročných úloh rekonstrukce v dynamické magnetické rezonanci. Popisuje základní princip magnetické rezonance a její souvislost s Fourierovou transformací. Zabývá se rozdílem mezi statickou a dynamickou rekonstrukcí obrazu z magnetické rezonance. Rozebírá algoritmus SVD a jeho použití při rekonstrukci zobrazování magnetickou rezonancí. Uvádí princip a význam paralelních výpočtů při zobrazování magnetickou rezonancí a dále popisuje technologii CUDA. Dále práce obsahuje popis a vypracování implementace rekonstrukčního modelu v jazyce MATLAB a jazyce Java, jež byly optimalizovány knihovnou JCuda v případě Java implementace a funkcí gpuArray pro MATLAB implementaci.
|
|
|
Techniky paralelního zpracování výpočtů
Vodák, René ; Hasmanda, Martin (oponent) ; Lattenberg, Ivo (vedoucí práce)
Práce pojednává o technikách paralelního zpracování výpočtů. Je proveden rozbor nejvýznamnějších knihoven pro paralelizaci včetně knihoven pro paralelizaci na GPU v grafických kartách a provedeno porovnáním rychlostí výpočtu těchto knihoven ve Visual Studiu 2010 na základě jednoduché aplikace hledající prvočísla na třech různých hardwarových počítačových sestavách. S pomocí knihovny OpenCL, která dosáhla nejlepšího výsledku, jsou vytvořeny dvě aplikace - program pro zdokonalené vyhledávání prvočísel pomocí Eratosthenova síta a program pro výpočet integrálu funkce lichoběžníkovou metodou.
|
|
|
Vícekriteriální metody dělení grafů
Houška, Ondřej ; Tůma, Miroslav (vedoucí práce) ; Hnětynková, Iveta (oponent)
Práce se zabývá dělením grafů a aplikací dělení grafů v paralelních algoritmech pro řešení velkých soustav lineárních rovnic s řídkou maticí. Problém dělení grafů je důkladně vyložen a jsou zde popsány standardní metody dělení grafů. Aplikační část se zaměřuje především na předpodmíněnou metodu sdružených gradientů. Jako předpodmínění se používá varianta neúplné Choleského faktorizace založená na odvrhovacím parametru. V práci je vysvětlena role dělení grafů v paralelní variantě této metody a zabývám se v ní vyvažováním zátěže na jednotlivých procesorech. 1
|
|
|
Reduced communication algoritms: theory and practice
Slevínský, Rostislav ; Tůma, Miroslav (vedoucí práce) ; Rozložník, Miroslav (oponent)
Vývoj v paralelním výpočetním prostředí v posledním desetiletí přichází s otázkou, jak tato prostředí používat při řešení velkých algebraických systémů. V této práci se zaměřujeme na Krylovovské metody (konkrétně na metodu konjugovaných gradientů), jako jeden z nejsilnějších nástrojů, a možností jejich paralelizace. Zaobíráme se Krylovovskými metodami vyhýbajícími se komunikaci mezi jednotlivými jádry a různým problémům, které toto přináší, např. ztrátou ortogonality nebo zpožděním konvergence. Krylovovské metody se obvykle používají společně s předpodmíněním, proto je část této práce věnována předpodmiňování v paralelních výpočetních prostředích.
|
|
|
Paralelizace náročných úloh rekonstrukce v dynamické magnetické rezonanci
Bijotová, Kateřina ; Rajmic, Pavel (oponent) ; Mašek, Jan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá paralelizací náročných úloh rekonstrukce v dynamické magnetické rezonanci. Popisuje základní princip magnetické rezonance a její souvislost s Fourierovou transformací. Zabývá se rozdílem mezi statickou a dynamickou rekonstrukcí obrazu z magnetické rezonance. Rozebírá algoritmus SVD a jeho použití při rekonstrukci zobrazování magnetickou rezonancí. Uvádí princip a význam paralelních výpočtů při zobrazování magnetickou rezonancí a dále popisuje technologii CUDA. Dále práce obsahuje popis a vypracování implementace rekonstrukčního modelu v jazyce MATLAB a jazyce Java, jež byly optimalizovány knihovnou JCuda v případě Java implementace a funkcí gpuArray pro MATLAB implementaci.
|
host ::
RSS.