Energy consumption of parallel algorithms for solving linear systems on HPC architecture

Modern High-Performance Computing HPC systems are gradually increasing in size and complexity due to the correspondent demand of larger simulations requiring more complicated tasks and higher accuracy. However, as side effects of the Dennard’s scaling approaching its ultimate power limit, the efficiency of software plays also an important role in increasing the overall performance of a computation. Tools to measure application performance in these increasingly complex environments provide insights into the intricate ways in which software and hardware interact. The monitoring of the power consumption in order to save energy is possible through processors interfaces like Intel Running Average Power Limit RAPL. Given the low level of these interfaces, they are often paired with an application-level tool like Performance Application Programming Interface PAPI. Since several problems in many heterogeneous fields can be represented as a complex linear system, an optimized and scalable linear system solver algorithm can decrease significantly the time spent to compute its resolution. One of the most widely used algorithms deployed for the resolution of large simulation is the Gaussian Elimination, which has its most popular implementation for HPC systems in the Scalable Linear Algebra PACKage ScaLAPACK library. However, another relevant algorithm, which is increasing in popularity in the academic field, is the Inhibition Method. This thesis compares the energy consumption of the Inhibition Method and Gaussian Elimination from ScaLAPACK to profile their execution during the resolution of linear systems above the HPC architecture offered by CINECA. Moreover, it also collates the energy and power values for different ranks, nodes, and sockets configurations. The monitoring tools employed to track the energy consumption of these algorithms are PAPI and RAPL, that will be integrated with the parallel execution of the algorithms managed with the Message Passing Interface MPI.

Closing the gap in curriculum development leadership

“Closing the gap in curriculum development leadership” is a Carrick-funded University of Queensland project which is designed to address two related gaps in current knowledge and in existing professional development programs for academic staff. The first gap is in our knowledge of curriculum and pedagogical issues as they arise in relation to multi-year sequences of study, such as majors in generalist degrees, or core programs in more structured degrees. While there is considerable knowledge of curriculum and pedagogy at the course or individual unit of study level (e.g. Philosophy I), there is very little properly conceptualised, empirically informed knowledge about student learning (and teaching) over, say, a three-year major sequence in a traditional Arts or Sciences subject. The Carrick-funded project aims to (begin to) fill this gap through bottom-up curriculum development projects across the range of UQ’s offerings. The second gap is in our professional development programs and, indeed, in our recognition and support for the people who are in charge of such multi-year sequences of study. The major convener or program coordinator is not as well supported, in Australian and overseas professional development programs, as the lecturer in charge of a single course (or unit of study). Nor is her work likely to be taken account of in workload calculations or for the purposes of promotion and career advancement more generally. The Carrick-funded project aims to fill this gap by developing, in consultation with crucial stakeholders, amendments to existing university policies and practices. The attached documents provide a useful introduction to the project. For more information, please contact Fred D’Agostino at f.dagostino@uq.edu.au.

Extended GCD and Hermite normal form algorithms via lattice basis reduction

Extended gcd calculation has a long history and plays an important role in computational number theory and linear algebra. Recent results have shown that finding optimal multipliers in extended gcd calculations is difficult. We present an algorithm which uses lattice basis reduction to produce small integer multipliers x(1), ..., x(m) for the equation s = gcd (s(1), ..., s(m)) = x(1)s(1) + ... + x(m)s(m), where s1, ... , s(m) are given integers. The method generalises to produce small unimodular transformation matrices for computing the Hermite normal form of an integer matrix.

Alternatives for parallel Krylov subspace basis computation

Numerical methods related to Krylov subspaces are widely used in large sparse numerical linear algebra. Vectors in these subspaces are manipulated via their representation onto orthonormal bases. Nowadays, on serial computers, the method of Arnoldi is considered as a reliable technique for constructing such bases. However, although easily parallelizable, this technique is not as scalable as expected for communications. In this work we examine alternative methods aimed at overcoming this drawback. Since they retrieve upon completion the same information as Arnoldi's algorithm does, they enable us to design a wide family of stable and scalable Krylov approximation methods for various parallel environments. We present timing results obtained from their implementation on two distributed-memory multiprocessor supercomputers: the Intel Paragon and the IBM Scalable POWERparallel SP2. (C) 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.

Matrix-product codes over Fq

Codes C-1,...,C-M of length it over F-q and an M x N matrix A over F-q define a matrix-product code C = [C-1 (...) C-M] (.) A consisting of all matrix products [c(1) (...) c(M)] (.) A. This generalizes the (u/u + v)-, (u + v + w/2u + v/u)-, (a + x/b + x/a + b + x)-, (u + v/u - v)- etc. constructions. We study matrix-product codes using Linear Algebra. This provides a basis for a unified analysis of /C/, d(C), the minimum Hamming distance of C, and C-perpendicular to. It also reveals an interesting connection with MDS codes. We determine /C/ when A is non-singular. To underbound d(C), we need A to be 'non-singular by columns (NSC)'. We investigate NSC matrices. We show that Generalized Reed-Muller codes are iterative NSC matrix-product codes, generalizing the construction of Reed-Muller codes, as are the ternary 'Main Sequence codes'. We obtain a simpler proof of the minimum Hamming distance of such families of codes. If A is square and NSC, C-perpendicular to can be described using C-1(perpendicular to),...,C-M(perpendicular to) and a transformation of A. This yields d(C-perpendicular to). Finally we show that an NSC matrix-product code is a generalized concatenated code.

Health and physical education in middle schooling

The middle years of schooling are receiving increased attention. This paper gives some background to 'middle schooling' and begin discussion if physical education is to be involved in the shift that an increasing number of schools are attempting to make in order to enhance student learning. It addresses findings, innovations and changes to the field of physical education. A set of questions are posed about the relationship between the middle years of schooling, health and physical education.

An evaluation of active lecturing in a computer networks course

The article describes an attempt to improve student learning outcomes in a computer networks course by making lectures more active learning experiences. Quick quizzes, group and individual exercises, the review of student questions, as well as multiple breaks, were incorporated into the weekly three-hour lectures. Student responses to the modified lectures was overwhelmingly positive: over 85% of respondents agreed that the lectures aided understanding, with large majorities of the respondents finding the individual activities useful to their learning. Although student examination performance improved over the previous year, performance on an examination question that was designed to examine deep understanding remained unchanged.

O processo de inclusão escolar de uma criança com síndrome de Noonan : um estudo de caso

O objetivo central desta dissertação é entender como tem se dado o processo de inclusão de um aluno com deficiência intelectual, causada pela síndrome de Noonan, no contexto da escola comum. Em relação ao desenvolvimento desta pesquisa optei por assumir como aporte os pressupostos teórico-filosóficos da abordagem sócio-histórica, com base nas contribuições teóricas de Vigotski. Com a finalidade de alcançar esse objetivo utilizei como metodologia o estudo de caso do tipo etnográfico e para obter os dados utilizei como ferramentas a observação participante, o diário de campo e as entrevistas semiestruturadas. Foram nos momentos de investigação que surgiram as análises de dados, evidenciando que a aprendizagem do aluno com deficiência intelectual não se diferencia dos demais alunos, porém necessita de outras vias para se realizar, cabendo à interação o papel de renovar, compartilhar e ressignificar conhecimentos no ambiente escolar. Considerando o objetivo central pude entender que o processo de inclusão do aluno com deficiência intelectual surge do resultado da combinação da história do indivíduo com o meio social. Nesse contexto, os dados obtidos revelam que é no cotidiano escolar que se manifestam as diferenças, realidade na qual poderia haver ações curriculares para um currículo flexível adaptado às necessidades dos alunos com e sem deficiência, em uma prática pedagógica estimulante e atrativa conforme as particularidades de cada criança. Por fim, é importante ressaltar que a apropriação do conhecimento pelo aluno, independentemente de suas condições orgânicas, é possível desde que o sujeito seja vislumbrado como um ser social e cultural e não apenas um ser biológico

What factors of satisfaction and motivation are affecting the development of the academic career in Portuguese higher education institutions?

An important constituent group and a key resource of higher education institutions (HEIs) is the faculty or academic staff. The centrality of the faculty role makes it a primary sculptor of institutional culture and has implications for the quality of the institution and therefore has a major role in achieving the objectives of the institution. Demand for academic staff in higher education has been increasing and may be expected to continue to increase. Moreover the performance of academic staff as teachers and researchers determines much of the student satisfaction and has an impact on student learning. There are many factors that serve to undermine the commitment of academics to their institutions and careers. Job satisfaction is important in revitalizing staff motivation and in keeping their enthusiasm alive. Well motivated academic staff can, with appropriate support, build a national and international reputation for themselves and the institution in the professional areas, in research and in publishing. This paper aims to identify the issues and their impacts on academic staff job satisfaction and motivation within Portuguese higher education institutions reporting an ongoing study financed by the European Union through the Portuguese Foundation for Science and Technology.

Completion problems for real matrices, II

Thirty years ago, G.N. de Oliveira has proposed the following completion problems: Describe the possible characteristic polynomials of [C-ij], i,j is an element of {1, 2}, where C-1,C-1 and C-2,C-2 are square submatrices, when some of the blocks C-ij are fixed and the others vary. Several of these problems remain unsolved. This paper gives the solution, over the field of real numbers, of Oliveira's problem where the blocks C-1,C-1, C-2,C-2 are fixed and the others vary.

Lanczos algorithm on the grassmann manifold

5th. European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2008) 8th. World Congress on Computational Mechanics (WCCM8)

Relatório de estágio: que desafios(s) para a avaliação das aprendizagens? uma análise a partir de um mestrado em educação pré-escolar numa Escola Superior de Educação

A formação profissional, nomeadamente a formação profissionalizante (2ºCiclo de Estudos no âmbito de Bolonha) tem vindo a ser alvo de discussão entre as diferentes áreas do conhecimento, nomeadamente no que respeita às possíveis metodologias de avaliação a adotar (práticas profissionais supervisionadas, elaboração de portefólios individuais, realização de trabalhos de grupo com acompanhamento tutorial, redação de Relatórios de Estágio, entre outras). A presente comunicação tem como principal objetivo discutir e analisar as conceções dos educadores de infância recém-formados acerca da educação de infância e das aprendizagens realizadas no âmbito da Prática Profissional Supervisionada (PPS), através da análise dos Relatórios de Estágio elaborados no âmbito do Mestrado em Educação Pré-Escolar de uma escola superior de educação, especificamente os que dizem respeito a um grupo de mestrandos dos anos letivos 2010-2011, 2011-2012 e 2012-2013. Nesta análise, serão privilegiados os seguintes eixos: i) a caracterização reflexiva do contexto socioeducativo; ii) a análise reflexiva da intervenção; iii) as considerações finais realizadas. Pretende-se, a partir desta análise, identificar e compreender os potenciais desafios (que elementos e critérios de avaliação? Como caracterizar, de forma reflexiva, um determinado contexto socioeducativo?) trazidos ao processo de avaliação das aprendizagens dos mestrandos do curso em questão. O quadro teórico de referência centra-se numa revisão de literatura sobre a formação profissional dos educadores de infância e sobre a avaliação das aprendizagens dos adultos. A metodologia utilizada, de natureza qualitativa, inclui análise documental (objetivos do curso, perfil profissional de saída, guião para a elaboração dos Relatórios de Estágio), e a subsequente análise de conteúdo. Os resultados obtidos apontam para asseguintes conclusões: se por um lado, todos (12) os mestrandos do estudo seguiram, escrupulosamente, o guião fornecido pela equipa de docentes da Prática Profissional Supervisionada para a elaboração dos Relatórios de Estágio, por outro lado e no que se relaciona com a caracterização reflexiva do contexto socioeducativo, a análise reflexiva da intervenção e as considerações finais realizadas, constata-se que existem diferenças significativas na estrutura organizativa do discurso escrito, na escolha do quadro teórico de referência bem como nas reflexões pessoais realizadas. Enquanto que os mestrandos (5) do ano letivo 2010-2011 demonstram ter optado por construir um quadro teórico de referência ancorado, preferencialmente, por referências bibliográficas relacionadas com a Educação de Infância e facultadas pela equipa de docentes do mestrado em estudo, os mestrandos do ano letivo 2011-2012 (3) optaram por recorrer a um quadro teórico de referência mais alargado e abrangente, no qual se pode verificar, também, a existência de uma consulta e análise documental frequente sobre a legislação em vigor para o âmbito da Educação de Infância. Por sua vez, os mestrandos que terminaram a sua formação no ano letivo 2012-2013 (4) demonstraram, na elaboração dos seus relatórios de estágio, uma preocupação e intenção claras em dar resposta a todas as questões colocadas, fazendo emergir algumas questões de fundo: 1) por que razão os relatórios de estágio analisados apresentam diferenças significativas nas aprendizagens realizadas pelos mestrandos em estudo? 2) Quais as possíveis razões para estas diferenças? 3) Que aprendizagens realizaram estes mestrandos e quais foram as mais significativas? Estes são alguns dos possíveis desafios colocados à avaliação das aprendizagens.

O currículo específico individual práticas de construção e Implementação: um estudo exploratório no segundo ciclo

Dissertação apresentada à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Educação - Especialização em Educação Especial

O portefólio e a aprendizagem no 1º Ciclo do Ensino Básico

O processo de autorregulação não se desenvolve nos alunos de forma espontânea. Neste sentido, é necessário preparar o trabalho com os alunos, a fim de se conseguir uma autorregulação eficaz e uma apropriação do significado dos objetivos de aprendizagem. No âmbito do Mestrado em Educação Pré-Escolar e Ensino do 1º Ciclo do Ensino Básico realizei um estudo com o objetivo de compreender o contributo do Portefólio, enquanto instrumento (auto) regulador da aprendizagem. Assim as nossas hipóteses de trabalho consistiram em analisar como se negociou com os alunos o processo de construção e como foi dinamizado e utilizado o portefólio, em sala de aula. Com esta análise procurámos perceber também como é que os alunos evoluíram neste percurso em termos da sua apropriação deste instrumento para o desenvolvimento das suas aprendizagens. A metodologia adotada inscreve-se numa abordagem qualitativa com um design próximo da investigação-ação. Os dados foram recolhidos através da observação, inquérito através de entrevistas e questionário e ainda através de análise documental dos portefólios dos alunos. Para a análise de dados utilizou-se a análise de conteúdo, em que as categorias se foram construindo no decurso do trabalho.Os resultados mostram que a apropriação de um trabalho novo é gradual e que a utilização do portefólio, enquanto instrumento de autorregulação, contribui para o desenvolvimento de um conjunto de aprendizagens que se relacionam com as áreas curriculares, mas também com a autonomia. O estudo também mostra que o portefólio assume-se como um instrumento por excelência para a atribuição de feedback, que também possibilita que os alunos melhorem o seu desempenho.

Prática de ensino supervisionadas do 1º e 2º ciclo do ensino básico: o desenvolvimento de noções de cidadania através da prática de uma metodologia de trabalho ativa a partir da área disciplinar de Estudo do Meio (1.º Ciclo do Ensino Básico)

Relatório de Estágio apresentado à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção de grau de mestre em Ensino do 1.º e do 2.º Ciclo do Ensino Básico