|
|
Paralelizace sledování paprsku
Čižek, Martin ; Juránek, Roman (oponent) ; Herout, Adam (vedoucí práce)
Sledování paprsku je rozšířenou metodou realistického zobrazování počítačových scén. Její hlavní nevýhodou je časová náročnost na výpočet obrázku, proto se často paralelizuje. Tato práce se věnuje popisu sledování paprsku a paralelizaci jako takové. Vysvětluje způsob, jakým se dá sledování paprsku paralelizovat, ale i rozbor problémů, které u této paralelizace vznikají. Výsledkem je implementace aplikace, která paralelně na hodně počítačích zobrazuje scénu pomocí zvoleného softvéru a porovnání úspěšnosti této paralelní aplikace.
|
|
|
Akcelerace částicových rojů PSO pomocí GPU
Krézek, Vladimír ; Schwarz, Josef (oponent) ; Jaroš, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá technikou PSO (Particle Swarm Optimization neboli Optimalizace pomocí částicových rojů), s jejíž pomocí je možné řešit komplexní problémy. Tuto techniku lze využít při řešení složitých kombinatorických problémů (obchodní cestující, úloha o batohu), návrh integrovaných obvodů a antén, v oborech jako je biomedicína, robotika, umělá inteligence nebo i finančnictví. Přestože je algoritmus PSO velice efektivní, čas nezbytný pro nalezení vhodného řešení reálných problémů často přesahuje hranice únosnosti. Cílem této práce je tedy urychlit běh tohoto algoritmu pomocí grafického adaptéru, který nabízí velmi vysoký výpočetní potenciál při zachování příznivé ceny a rozměru. Pro demonstrační účely a ověření kvality implementace byl zvolen problém rozhodnutelnosti systému logických formulí (SAT), jenž patří do třídy NP-úplných problémů. Redukcí časové náročnosti algoritmu PSO při řešení SAT problému jsme tedy schopni akcelerovat celou třídu úloh a řešit problémy, které byly dosud prakticky neřešitelné.
|
|
|
Paralelizace faktorizace celých čísel z pohledu lámání RSA
Breitenbacher, Dominik ; Henzl, Martin (oponent) ; Homoliak, Ivan (vedoucí práce)
Práce se zabývá faktorizací celých čísel. Faktorizace je nejznámější a nejpoužívanější metodou kryptoanalýzy RSA. V rámci této práce byla vybrána a implementována faktorizační metoda zvaná SIQS. I když se jedná o nejrychlejší metodu (do 100 dekadických číslic), není možné ji efektivně počítat v polynomiálním čase, a tak se hledají různé možnosti, jak tuto metodu co nejvíce urychlit. Jako první se nabízí paralelizace. K tomuto účelu bylo využito OpenMP. Další možností je optimalizace kódu. Cílem této práce je také ukázat, jak jednoduše lze v mnoha případech využít paralelizace kódu a dále, jak díky podrobné analýze kódu lze dosáhnout poměrně velkého urychlení. Použitá metodika iteračního provádění optimalizací se ukázala jako velmi účinná. Touto metodikou byla implementace SIQS vylepšena tak, že faktorizace byla urychlena až 100-krát, v některých částech kódu dokonce ještě více.
|
|
|
Rozvoj inverzních úloh vedení tepla řešených s využitím optimalizačních postupů a vysokého stupně paralelizace
Ondroušková, Jana ; Skarolek, Antonín (oponent) ; Brestovič, Tomáš (oponent) ; Horský, Jaroslav (vedoucí práce)
V metalurgii je důležité znát účinnost chlazení jak samotného produktu, tak i všech pracovních válců pro dosažení maximální kvality daného produktu a dlouhé životnosti pracovních válců. Tuto účinnost chlazení lze zkoumat pomocí součinitele přestupu tepla a povrchových teplot. Povrchová teplota se dá během chlazení těžko změřit. Proto je lepší ji spolu se součinitelem přestupu tepla získávat pomocí inverzní úlohy vedení tepla. Výpočet však není nejjednodušší a využívá se odhadovaných hodnot, které se následně pomocí přímé úlohy vedení tepla ověřují. Časová náročnost takovéto úlohy může být i několik dnů až týdnů dle složitosti modelu. Jsou tak tendence výpočtový čas zkrátit. Tato dizertační práce se tak zabývá možným způsobem zkrácení času výpočtu inverzní úlohy vedení tepla, kterým je paralelizace inverzní úlohy vedení tepla a její převedení na grafickou kartu, která má větší výpočtový výkon než procesor (CPU). Na jednom počítači může být více výpočtových zařízení, proto se v této práci srovnávají výpočtové časy na různých typech zařízení. Dále se zabývá získáváním povrchových teplot do výpočtu pomocí řádkového infračerveného skeneru a využití inverzní úlohy vedení tepla pro dopočítání povrchové teploty a součinitele přestupu tepla při průjezdu testovacího vzorku pod chladící sekcí při chlazení vysokotlakými tryskami.
|
|
|
Rozvoj inverzních úloh vedení tepla řešených s využitím optimalizačních postupů a vysokého stupně paralelizace
Ondroušková, Jana ; Horský, Jaroslav (vedoucí práce)
V metalurgii je důležité znát účinnost chlazení jak samotného produktu, tak i všech pracovních válců pro dosažení maximální kvality daného produktu a dlouhé životnosti pracovních válců. Tuto účinnost chlazení lze zkoumat pomocí součinitele přestupu tepla a povrchových teplot. Povrchová teplota se dá během chlazení těžko změřit. Proto je lepší ji spolu se součinitelem přestupu tepla získávat pomocí inverzní úlohy vedení tepla. Výpočet však není nejjednodušší a využívá se odhadovaných hodnot, které se následně pomocí přímé úlohy vedení tepla ověřují. Časová náročnost takovéto úlohy může být i několik dnů až týdnů dle složitosti modelu. Jsou tak tendence výpočtový čas zkrátit. Tato dizertační práce se tak zabývá možným způsobem zkrácení času výpočtu inverzní úlohy vedení tepla, kterým je paralelizace inverzní úlohy vedení tepla a její převedení na grafickou kartu, která má větší výpočtový výkon než procesor (CPU). Na jednom počítači může být více výpočtových zařízení, proto se v této práci srovnávají výpočtové časy na různých typech zařízení. Dále se zabývá získáváním povrchových teplot do výpočtu pomocí řádkového infračerveného skeneru a využití inverzní úlohy vedení tepla pro dopočítání povrchové teploty a součinitele přestupu tepla při průjezdu testovacího vzorku pod chladící sekcí při chlazení vysokotlakými tryskami.
|
|
|
Optimalizace parametrů sekundárního chlazení plynulého odlévání oceli
Klimeš, Lubomír ; Raudenský, Miroslav (oponent) ; Pyszko, René (oponent) ; Buček, Pavol (oponent) ; Štětina, Josef (vedoucí práce)
Plynulé odlévání je dominantní způsob výroby oceli, pomocí kterého je v současné době vyráběno více než 95 % veškeré celosvětové produkce oceli. Matematické modelování a optimální řízení provozu licího stroje patří mezi klíčové úlohy při plynulém odlévání oceli, které významným způsobem ovlivňují produktivitu a kvalitu vyráběné oceli, konkurenceschopnost ocelárny, bezpečnost při provozu licího stroje a jeho dopad na životní prostředí. Tato práce se zabývá vývojem a implementací numerického modelu teplotního pole plynule odlévaného sochoru a jeho využitím při optimálním řízení dynamického provozu licího stroje. Počítačový model byl vytvořen a implementován v MATLABu. Z důvodu vysoké výpočetní náročnosti byl model paralelizován pomocí výpočtu na grafických kartách NVIDIA s využitím architektury CUDA. Ověření modelu bylo provedeno na základě provozních dat z Třineckých železáren. Vyvinutý model byl následně použit jako základ prediktivního řídícího systému pro řízení dynamických změn při provozu licího stroje. Činnost vyvinutého řídícího systému byla ověřena na modelových dynamických situacích, které potvrdily schopnost navrženého řídícího systému optimálně řídit dynamický provoz licího stroje. Počítačový model teplotního pole a prediktivní řídící systém byly vytvořeny tak, že je lze modifikovat pro libovolný licí stroj, což umožňuje jejich případné komerční použití.
|
|
|
Segmentwise Discrete Wavelet Transform
Průša, Zdeněk ; Vargic,, Radoslav (oponent) ; Dr. Peter L. Sndergaard (oponent) ; Rajmic, Pavel (vedoucí práce)
The dissertation deals with SegDWT algorithms performing a segmented (segmentwise) computation of one- and multi-dimensional Discrete Wavelet Transform – DWT. The segmented approach allows one to perform the segment (block) wavelet analysis and synthesis using segment overlaps while preventing blocking artifacts. The parts of the wavelet coefficients of the whole signal wavelet transform corresponding to the actual segment are produced by the analysis part of the algorithm exploiting overlap-save principle. The resulting coefficients belonging to the segment can be processed arbitrarily and than they can transformed back to the original domain. The reconstructed segments are than put together using overlap add principle. The already known SegDWT algorithm can not be effectively used on multidimensional signals. Several modifications of the algorithm are proposed which makes it possible to generalize it to multidimensional cases using separability property. In addition, the thesis presents SegLWT algorithm adopting ideas of the SegDWT and transferring it to the non-causal lifting filter bank structures.
|
|
|
Optimalizace teplotního pole s fázovou přeměnou
Pustějovský, Michal ; Klimeš, Lubomír (oponent) ; Popela, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá modelováním problému kontinuálního lití oceli. Tento proces výroby oceli získal nejen v České republice v posledních letech faktickou dominanci. V práci je řešen sochor s kruhovým průřezem, který bývá často neprávem opomíjen. Pro výpočet teplotního pole je nejprve vytvořen numerický model odlitku použitím diferenční metody při cylindrických souřadnicích. Následně jej využíváme při optimalizaci. Řešený optimalizační problém reprezentuje řízení soustavy při skokové změně licí rychlosti. Hlavním cílem práce je prozkoumat možnost paralelizace výpočtu jak numerického modelu, tak optimalizační úlohy pomocí prostorové dekompozice. K tomu byl použit nástroj stochastické optimalizace Progressive Hedging Algorithm.
|
|
|
Stochastic Programming Algorithms
Klimeš, Lubomír ; Mrázková, Eva (oponent) ; Popela, Pavel (vedoucí práce)
Stochastic programming and optimization are powerful tools for solving a wide variety of engineering problems including uncertainty. The progressive hedging algorithm is an effective decomposition method for solving scenario-based stochastic programmes. Due to the vertical decomposition, this algorithm can be implemented in parallel thereby the computing time and other resources could be considerably spared. The theoretical part of this master's thesis deals with mathematical and especially with stochastic programming. Further, the progressive hedging algorithm is presented and discussed in detail. In the practical part, the original parallel implementation of the progressive hedging algorithm is suggested, fruitfully discussed and tested to simple problems. Furthermore, the presented parallel implementation is used for solving the continuous casting process of steel slabs and the results are appraised.
|
|
| |
host ::
RSS.