|
|
Simulace šíření tepla s časově proměnným zdrojem s využitím GPU
Hála, Pavel ; Záň, Drahoslav (oponent) ; Jaroš, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá simulací šíření tepla v živých tkáních, které je dodáváno časově proměnným externím tepelným zdrojem. Simulace byla implementována pomocí metody konečných diferencí čtvrtého řádu v prostoru a prvního v čase. V rámci práce byla nejprve implementována vícevláknová verze využívající procesoru CPU. Následně bylo implementováno několik verzí pro grafickou kartu GPU s důrazem na maximální adaptaci algoritmu na danou architekturu a co nejlepší využít výpočetního potenciálu grafické karty. Experimentálním měřením se ukázalo, že nejrychlejší je naivní algoritmus využívající pouze globální paměť grafické karty. Dále byla zkoumána efektivita Gauss-Seidelovy obarvovací metody, jejíž cílem je redukce paměťové náročnosti. Na CPU se tato metoda ukázala použitelná, neboť její nejrychlejší verze byla pouze o 13% pomalejší, ale při použití této metody je možné snížit paměťovou náročnost až na polovinu. Implementace této metody na GPU byla 2x pomalejší a její přínos proto není tak velký. Na CPU bylo dosaženo maximálního výkonu 32GFLOPS zatímco na GPU 135GFLOPS. To odpovídá 10% (CPU) a 9% (GPU) maximálního teoretického výkonu obou architektur.
|
|
|
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.
|
|
|
Nová generace IPFIX kolektoru
Huták, Lukáš ; Žádník, Martin (oponent) ; Wrona, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá zpracováním záznamů toků vzniklých monitorováním provozu počítačových sítí z pohledu IPFIX kolektoru. Analyzuje současné řešení modulárního kolektoru, který již prošel značným historickým vývojem, a zaměřuje se na odhalení jeho silných a slabých stránek. Na základě získaných znalostí navrhuje nový kolektor, který významně upravuje řešení jednotlivých komponent pro práci se záznamy toků, klade důraz na vysokou propustnost a přidává dosud chybějící funkcionality. V rámci práce došlo i ke srovnání výkonnosti obou generací, které vyznívá pozitivně pro nový kolektor.
|
|
|
Difuzní evoluční algoritmus
Žundálek, Zbyněk ; Puš, Viktor (oponent) ; Jaroš, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá paralelizací difuzních evolučních algoritmů pomocí knihovny OpenMP. Náplní teoretické části práce je stručný úvod do problematiky evolučních a genetických algoritmů následovaný popisem paralelní verze těchto algoritmů na systémech se sdílenou pamětí. Teoretická část je zakončena rozborem klíčových vlastností knihovny OpenMP. Praktická část podrobně popisuje dvě možné varianty implementace difuzního evolučního algoritmu - synchronní a asynchronní. V experimentální části je na problému N dam provedeno srovnání těchto dvou variant s důrazem na maximální dosažené zrychlení. Kvalita nalezeného řešení je dále zkoumána s ohledem na použitý typ okolí, topologie a operátoru nahrazení.
|
|
|
Paralelizace procesu překladu a sestavování programových modulů
Koláček, Vojtěch ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Slaný, Karel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou paralelizace procesu překladu a sestavování programových modulů. Jsou zde probrány nástroje pro automatizaci překladu a sestavování programových modulů se zaměřením na možnosti paralelizace překladu. Cílem práce bylo implementovat tři systémy paralelizující překlad na více počítačích. Tyto systémy byly implementovány v programovacím jazyce C++ s využitím Windows API a spolupracují s překladači Microsoft C/C++ Compiler a Intel C++ Compiler.
|
|
|
Lifting Scheme Cores for Wavelet Transform
Bařina, David ; Kälviäinen, Heikki (oponent) ; Sojka, Eduard (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
The thesis focuses on efficient computation of the two-dimensional discrete wavelet transform. The state-of-the-art methods are extended in several ways to perform the transform in a single loop, possibly in multi-scale fashion, using a compact streaming core. This core can further be appropriately reorganized to target the minimization of certain platform resources. The approach presented here nicely fits into common SIMD extensions, exploits the cache hierarchy of modern general-purpose processors, and is suitable for parallel evaluation. Finally, the approach presented is incorporated into the JPEG 2000 compression chain, in which it has proved to be fundamentally faster than widely used implementations.
|
|
|
Optimalizace zpracování klíčových indikátorů výkonu
Šulc, Ondřej ; Bartík, Vladimír (oponent) ; Hynek, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá optimalizací zpracování dat z IoT senzorů chytrých měst do podoby klíčových indikátorů výkonu (zkr. KPI). KPI jsou prostředkem pro monitorování velkého množství dat a vyjádření stavu výkonnostních faktorů, ovlivňujících prosperitu celého města. Zpracování dat do této podoby je výpočetně náročný proces, který se ale skládá z velkého množství vzájemně nezávislých výpočtů. Cílem této práce tedy bylo provést optimalizaci využitím paralelizace. Při paralelním zpracování lze výpočty rozdělit mezi více vláken a mohou tak být plně využívány všechny dostupné výpočetní prostředky (jádra CPU). Tento koncept byl prakticky implementován v projektu Smart City od firmy Logimic. Projekt je ovšem vybudován na platformě Node.js a při využití paralelizace dochází ke komplikacím s využíváním knihoven pro objektově relační mapování (zkr. ORM). Knihovny pro ORM na platformě Node.js nejsou vždy připraveny pro fungování v paralelním prostředí. Problém je v práci řešen vytvořením samostatné instance použité knihovny pro každé paralelní vlákno. Práce se zaměřuje na snížení režie s tím spojené a také na správné rozdělování práce mezi paralelní vlákna, aby docházelo k rovnoměrnému využití všech jader. Výsledky této práce dokazují, že optimalizace zpracování dat z IoT využitím paralelizace vede k významnému zrychlení, které odpovídá Amdahlovu zákonu, protože problémy s režií je možné snížit na zanedbatelné minimum.
|
|
|
Výzkum metod pro významné zrychlení odhadu parametrů simulačních modelů
Appel, Martin ; Opluštil, Vladimír (oponent) ; Křivánek, Václav (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Dizertační práce se zaměřuje na dosažení výrazného zrychlení odhadu hodnot parametrů simulačních modelů. Toho je dosaženo pomocí vhodné volby řešiče, který je výpočetně méně náročný, ale zároveň má přijatelnou chybu v rozsahu hodnot parametrů, pomocí využití distribuce výpočtů na paralelní vlákna, heuristické metody redukce prostoru hodnot parametrů a úpravy optimalizačních metod. V práci je nejprve věnována pozornost rešerši související s cíli práce, následně jsou stanoveny přesné cíle této práce a v samostatných kapitolách je popsána realizace jednotlivých cílů. Výsledkem práce je nástroj sloužící k analýze volby řešiče, analýza efektivity paralelních vláken, distribuční nástroj paralelních simulací, devět upravených optimalizačních metod a nový nástroj pro odhad hodnot parametrů. V závěru jsou dosažené výsledky zhodnoceny.
|
|
|
Zobrazení rozsáhlých volumetrických dat na CPU
Svoboda, Jan ; Vlnas, Michal (oponent) ; Španěl, Michal (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a implementací systému, který umožňuje zobrazovat rozsáhlá volumetricka data v reálném čase na CPU běžného počítače. Práce si klade za cíl řešit jak problematiku samotného zobrazování, kdy tato data často nelze celá umístit do operační paměti stroje, tak i problematiku úložiště těchto dat, kdy v případě rozsáhlých datasetů může být jejich uchovávání v úložišti cílového počítače nežádoucí. Navržené řešení sestává ze dvou aplikací, klientské a serverové. Serverová část slouží jako vzdálené úložiště volumetrických dat, která jsou po malých blocích a v různých kvalitách poskytována klientské aplikaci. Klientská aplikace tato data zobrazuje metodou vrhání paprsků a dle vytvořených strategií řeší načítání a uchovávání potřebných bloků v lokální paměti. Při implementaci klientské aplikace byl kladen důraz na paralelizaci klíčových procesů pro dosažení vysokého výkonu. Výsledný systém umožňuje uživateli zobrazovat rozsáhlé datasety uložené na serverovém úložišti a provádět jejich správu pomocí jednoduchého grafického uživatelského rozhraní.
|
|
|
Acceleration of 2D Wavelet transform on parallel architectures
Kula, Michal ; Schier, Jan (oponent) ; Sojka, Eduard (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
Although a 2D discrete wavelet transform has been widely studied during the last two decades, some directions were not examined from all points of view. One of these directions is a technique for calculating such transform that has various balanced barriers, arithmetic operations, and memory usage focused on various architectures. This thesis shows several new methods of calculation of such transform with variously balanced operations. These methods are widely described and their behaviour is evaluated on several graphics adapters using GPGPU, graphics pipeline, and multicore CPU architectures using OpenMP.
|
host ::
RSS.