|
|
Využití paralelizace při numerickém řešení úloh nelineární dynamiky
Rek, Václav ; Krejsa,, Martin (oponent) ; Vala, Jiří (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Hlavním cílem této práce je prozkoumání možností využití paralelizace v numerických výpočtech nelineární dynamiky. V poslední dekádě došlo k dramatickému nástupu vícejádrových a výceprocesorových systému v kombinaci s možnostmi, které nyní poskytují moderní počítačové sítě. Komplexnost a velikost řešených modelů se neustále zvyšuje a díky vysoké výpočetní náročnosti úloh dynamiky a statiky konstrukcí, a to především kvůli jejich často nelineárnímu charakteru, je jakákoliv možnost urychlení výpočetních procedur více než žádoucí. Jelikož se jedná o relativně nové odvětví, řada algoritmů a konkrétních paralelních implementací je stále ve stádiu vývoje a výzkumu, a to i proto, že pokroky v oblasti počítačového hardwaru rapidně vzrůstají a s tím vznikají další otázky, jak nejlépe využít dostupný výpočetní výkon. Navržený paralelní model je založený na explicitní formě metodě konečných prvků, která ze své podstaty poskytuje možnost efektivní paralelizace. Zkoumány jsou pak možnosti využití vícejádrovch procesorů, ale i hybridního paralelního modelu kombinujícího možnosti vícejádrových procesorů a paralelní formy na počítačové síti. Navržené přístupy jsou pak testovány při numerickém řešení kontaktní/impaktní úlohy skořepinových konstrukcí.
|
|
|
Procedural code integration in streaming environments
Brabec, Michal ; Bednárek, David (vedoucí práce) ; Krall, Andreas (oponent) ; Šimeček, Ivan (oponent)
Název práce: Integrace procedurálního kódu do proudových paralelních systémů Autor: Mgr. Michal Brabec Katedra: Katedra softwarového inženýrství Vedoucí disertační práce: David Bednárek, Ph.D. Abstrakt: Datově orientované paralelní systémy představují vhodnou platfor- mu pro optimalizaci datově intenzivních aplikací, jako jsou například databázové dotazy. Hlavní problém těchto systémů je komplikovaná architektura a specifické programovací jazyky, které ztěžují návrh aplikací pro programátory bez kom- plexní znalosti celého systému. V této práci prezentujeme systém, který umožňuje návrh proudových aplikací v omezené verzi jazyka C#, který je známý většině programátorů a často s ním dovedou pracovat i výzkumníci ostatních vědeckých oborů. Náš systém umožňuje vývoj proudových aplikací i jejich částí bez znalosti specifických paralelních jazyků a architektury paralelního systému. Jádrem naší práce je formalismus Hybrid Flow Graph, který náš systém používá pro reprezentaci aplikace ve formě blízké proudovým systémům. Hlavní výhoda tohoto přístupu je, že aplikace jsou reprezentovány v mezikódu, který má vlast- nosti podobné cílovému prostředí, ale neobsahuje specifické technické detaily. Díky...
|
|
|
Nelineární řízení komplexních soustav s využitím evolučních přístupů
Minář, Petr ; Ošmera, Pavel (oponent) ; Oplatková,, Zuzana Komínková (oponent) ; Matoušek, Radomil (vedoucí práce)
Problematika optimalizace složitých soustav za použití algoritmů umělé inteligence, je relativně nový vědní obor a má mnohé způsoby využití v technické praxi. Vhodné algoritmy na řešení podobných úloh jsou třeba genetický algoritmus, diferenciální evoluce, algoritmus HC12, metoda nelder-mead, fuzzy logika a gramatická evoluce. Kompletní řešení je prezentováno na vybraných příkladech od matematických soustav nelineárních systémů, až po praktické úlohy spolu s návrhem antén a stabilizace deterministického chaosu. Práce si klade za cíl navržení jednotlivých postupů využití algoritmů umělé inteligence při vícekriteriální optimalizaci. K dosažení optimálních výsledků slouží navržené softwarové řešení na základě multi-platformové aplikace v rámci Matlab a Java rozhraní. Softwarové řešení spojuje všechny algoritmy do ucelené aplikace a dále rozšiřuje možnosti uplatnění výsledků na reálných soustavách a v technické praxi.
|
|
|
Nelineární řízení komplexních soustav s využitím evolučních přístupů
Minář, Petr ; Matoušek, Radomil (vedoucí práce)
Problematika optimalizace složitých soustav za použití algoritmů umělé inteligence, je relativně nový vědní obor a má mnohé způsoby využití v technické praxi. Vhodné algoritmy na řešení podobných úloh jsou třeba genetický algoritmus, diferenciální evoluce, algoritmus HC12, metoda nelder-mead, fuzzy logika a gramatická evoluce. Kompletní řešení je prezentováno na vybraných příkladech od matematických soustav nelineárních systémů, až po praktické úlohy spolu s návrhem antén a stabilizace deterministického chaosu. Práce si klade za cíl navržení jednotlivých postupů využití algoritmů umělé inteligence při vícekriteriální optimalizaci. K dosažení optimálních výsledků slouží navržené softwarové řešení na základě multi-platformové aplikace v rámci Matlab a Java rozhraní. Softwarové řešení spojuje všechny algoritmy do ucelené aplikace a dále rozšiřuje možnosti uplatnění výsledků na reálných soustavách a v technické praxi.
|
|
|
Dynamické vyvažování zátěže v paralelních aplikacích
Dvořáček, Vojtěch ; Nikl, Vojtěch (oponent) ; Jaroš, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá implementací dynamického vyvažování zátěže do paralelního modelu šíření tepla v chladiči procesoru. První část představuje obecně problematiku dynamického vyvažování a současné metody jejího řešení. Zároveň popisuje použitý model a nástroje pro implementaci jako je knihovna MPI pro komunikace nebo HDF5 pro ukládání dat. Dále byl v rámci práce navržen a implementován paralelní simulační model šíření tepla s dynamickou 2D dekompozicí čtvercové výpočetní domény. S touto doménou pracuje geometrický vyvažovací algoritmus, navržený v rámci práce. Implementace dále využívá knihovnu Zoltan pro přenos dat. Simulační model je implementován v C/C++ s využitím MPI komunikací. Na závěr je provedena řada experimentů, které demonstrují dosažený efekt dynamického vyvažování spolu s motivací pro další výzkum v této oblasti.
|
|
|
QR code detection under ROS implemented on the GPU
Hurban, Milan ; Věchet, Stanislav (oponent) ; Krejsa, Jiří (vedoucí práce)
This master's thesis deals with the design and implementation of a QR code detection algorithm under the ROS platform with computations running on a graphical processing unit. Through a comparative survey of available tools and techniques, a suitable approach is chosen and the algorithm is written as a module in the Python programming language, ready to be implemented under the ROS platform. The OpenCL parallel computing platform is used to facilitate parallel computation on multi-core hardware, such as graphical processing units or multi-core CPUs.
|
|
|
Numerická simulace proudění stlačitelných tekutin pomocí paralelních výpočtů
Šíp, Viktor ; Dolejší, Vít (vedoucí práce) ; Felcman, Jiří (oponent)
Předmětem práce je paralelní implementace programu na numerickou simulaci proudění stlačitelných tekutin. Program je založen na nespojité Galerkinově metodě, která je díky svým vlastnostem velmi vhodná pro paralelizaci. V práci popíšeme Navier-Stokesovy rovnice a jejich diskretizaci pomocí nespojité Galerkinovy metody. Vyložíme výhody, které použití nespojité Galerkinovy metody přináší, a formulujeme algoritmus pro běh na jediném procesoru. Dále se zaměříme na paralelní implementaci algoritmu a jednotlivé problémy s tím související. V poslední kapitole předložíme výsledky numerických experimentů ukazujících efektivitu paralelní implementace.
|
|
|
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.
|
|
|
Asynchronous and parallel programming in .NET framework 4 and 4.5 using C#
Manasievski, Milan ; Brožek, Jiří (vedoucí práce) ; Petr, Petr (oponent)
Tato diplomová práce se bude zabývat na asynchronní a paralelní programování v rozhraní .NET framework verze 4 a verze 4.5. Cílem této práce bude prokázat a poskytovat lepší přehled o modelu task-programing aplikace ktery Microsoft představil a porovnávat různé aplikace z hlediska rychlosti a řádky kódu slouží k zápisu pak a rozdíly mezi nimi pomocí jednoduché statistiky. Pomocí literatury jsem shromáždil, vám vysvětlí, co by bylo nejlepší způsoby, jak dosáhnout rovnoběžnosti o žádostech, psát o návrhové vzory použité a poskytovat výstřižky kódu, které vám pomohou čtenáři získat lepší celkové pochopení úloh paralelní knihovny a výhody, které dává ve srovnání starších metod a sekvenční programování.
|
|
|
Miniaturní výpočetní cluster složený z mikrokontrolerů
Šídlo, Boleslav ; Mrázek, Vojtěch (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
Cílem této práce je prozkoumat možnosti využití miniaturního výpočetního clusteru, složeného z jednoduchých mikrokontrolérů, pro paralelní výpočty. Práce zkoumá chování tohoto výpočetního clusteru při řešení různých typů úloh, popisuje jeho možnosti a omezení. Pokusy byly prováděny na výpočetním clusteru tvořeném čtyřmi vývojovými deskami, které byly osazeny 8-bitovými čipy a komunikovaly přes I2C rozhraní. Výsledkem pokusných měření je srovnání rychlosti výpočtu při použití jednoho mikrokontroléru a při použití clusteru. Experimentálně bylo zjištěno, že v případě aplikací, které nevyžadující velký objem přenášených dat, lze dosáhnout výrazného urychlení. Dále se potvrdil předpoklad, že takto jednoduché mikrokontroléry nejsou vhodné pro výpočty s desetinnými čísly, které vyžadují velkou přesnost.
|
host ::
RSS.