Parallel optical negabinary signed-digit computing: algorithm and optical implementation

Negabinary is a component of the positional number system. A complete set of negabinary arithmetic operations are presented, including the basic addition/subtraction logic, the two-step carry-free addition/subtraction algorithm based on negabinary signed-digit (NSD) representation, parallel multiplication, and the fast conversion from NSD to the normal negabinary in the carry-look-ahead mode. All the arithmetic operations can be performed with binary logic. By programming the binary reference bits, addition and subtraction can be realized in parallel with the same binary logic functions. This offers a technique to perform space-variant arithmetic-logic functions with space-invariant instructions. Multiplication can be performed in the tree structure and it is simpler than the modified signed-digit (MSD) counterpart. The parallelism of the algorithms is very suitable for optical implementation. Correspondingly, a general-purpose optical logic system using an electron trapping device is suggested. Various complex logic functions can be performed by programming the illumination of the data arrays without additional temporal latency of the intermediate results. The system can be compact. These properties make the proposed negabinary arithmetic-logic system a strong candidate for future applications in digital optical computing with the development of smart pixel arrays. (C) 1999 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers. [S0091-3286(99)00803-X].

Radio-aware service-level scheduling to minimize downlink traffic delay through Mobile Edge Computing

One of the most challenging problems in mobile broadband networks is how to assign the available radio resources among the different mobile users. Traditionally, research proposals are either speci c to some type of traffic or deal with computationally intensive algorithms aimed at optimizing the delivery of general purpose traffic. Consequently, commercial networks do not incorporate these mechanisms due to the limited hardware resources at the mobile edge. Emerging 5G architectures introduce cloud computing principles to add flexible computational resources to Radio Access Networks. This paper makes use of the Mobile Edge Computing concepts to introduce a new element, denoted as Mobile Edge Scheduler, aimed at minimizing the mean delay of general traffic flows in the LTE downlink. This element runs close to the eNodeB element and implements a novel flow-aware and channel-aware scheduling policy in order to accommodate the transmissions to the available channel quality of end users.

Paralelização em CUDA/GLSL do algoritmo SIFT para reconhecimento de íris

Neste trabalho é estudada a viabilidade de uma implementação em paralelo do algoritmo scale invariant feature transform (SIFT) para identificação de íris. Para a implementação do código foi utilizada a arquitetura para computação paralela compute unified device architecture (CUDA) e a linguagem OpenGL shading language (GLSL). O algoritmo foi testado utilizando três bases de dados de olhos e íris, o noisy visible wavelength iris image Database (UBIRIS), Michal-Libor e CASIA. Testes foram feitos para determinar o tempo de processamento para verificação da presença ou não de um indivíduo em um banco de dados, determinar a eficiência dos algoritmos de busca implementados em GLSL e CUDA e buscar valores de calibração que melhoram o posicionamento e a distribuição dos pontos-chave na região de interesse (íris) e a robustez do programa final.

Desenvolvimento de um simulador numérico empregando o método Smoothed Particle Hydrodynamics para a resolução de escoamentos incompressíveis. Implementação computacional em paralelo (CUDA)

Neste trabalho, foi desenvolvido um simulador numérico baseado no método livre de malhas Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) para a resolução de escoamentos de fluidos newtonianos incompressíveis. Diferentemente da maioria das versões existentes deste método, o código numérico faz uso de uma técnica iterativa na determinação do campo de pressões. Este procedimento emprega a forma diferencial de uma equação de estado para um fluido compressível e a equação da continuidade a fim de que a correção da pressão seja determinada. Uma versão paralelizada do simulador numérico foi implementada usando a linguagem de programação C/C++ e a Compute Unified Device Architecture (CUDA) da NVIDIA Corporation. Foram simulados três problemas, o problema unidimensional do escoamento de Couette e os problemas bidimensionais do escoamento no interior de uma Cavidade (Shear Driven Cavity Problem) e da Quebra de Barragem (Dambreak).

Design and implementation of a cloud computing adoption decision tool: Generating a cloud road

Migrating to cloud computing is one of the current enterprise challenges. This technology provides a new paradigm based on "on-demand payment" for information and communication technologies. In this sense, the small and medium enterprise is supposed to be the most interested, since initial investments are avoided and the technology allows gradual implementation. However, even if the characteristics and capacities have been widely discussed, entry into the cloud is still lacking in terms of practical, real frameworks. This paper aims at filling this gap, presenting a real tool already implemented and tested, which can be used as a cloud computing adoption decision tool. This tool uses diagnosis based on specific questions to gather the required information and subsequently provide the user with valuable information to deploy the business within the cloud, specifically in the form of Software as a Service (SaaS) solutions. This information allows the decision makers to generate their particular Cloud Road. A pilot study has been carried out with enterprises at a local level with a two-fold objective: To ascertain the degree of knowledge on cloud computing and to identify the most interesting business areas and their related tools for this technology. As expected, the results show high interest and low knowledge on this subject and the tool presented aims to readdress this mismatch, insofar as possible. Copyright: © 2015 Bildosola et al. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

Contributions to High-Throughput Computing Based on the Peer-to-Peer Paradigm

XII, 116 p.

Extracción de servicios TS en receptor profesional de DVB-T2.

[Es]Este documento explica el procedimiento seguido para desarrollar la última etapa de un decodificador de DVB-T2, que consiste en la extracción de un archivo de vídeo desde un archivo binario resultante del resto del decodificador. Este decodificador se trata del software de un receptor desarrollado por el departamento de TSR (Tratamiento de Señal y Radiocomunicaciones) de la Escuela de Ingenieros de Bilbao en el año 2010. Dicho software es capaz de analizar la señal recibida de DVB-T2 para calcular la tasa de errores y conocer otros parámetros relevantes como el tipo de modulación utilizado. No obstante, para analizar de manera subjetiva las mejoras de DVB-T2 e incluso para determinar de qué manera afectan los errores a la calidad de la imagen es necesario visualizar el video transmitido. Por esta razón se ha comenzado un proyecto en el que el objetivo es programar un nuevo software que proporcione un archivo que contenga el video en cuestión. Este software se ha programado en lenguaje del programa Matlab, y toma el fichero resultante del receptor como entrada, para procesarlo y obtener uno nuevo con el vídeo. De modo que una vez programado y probado para su corrección, se aplica a continuación del receptor del departamento TSR. Una vez obtenido el vídeo es posible comparar la calidad de la imagen con diferentes tasas de error en la comunicación, simulando transmisiones en diferentes ámbitos cada uno con su correspondiente ruido. De esta manera, se estima con muy alta precisión el comportamiento de una transmisión real dependiendo de la climatología y otros factores que afecten a la relación señal a ruido.

Restauração de imagens de microscopia de força atômica com uso da regularização de Tikhonov via processamento em GPU

A Restauração de Imagens é uma técnica que possui aplicações em várias áreas, por exemplo, medicina, biologia, eletrônica, e outras, onde um dos objetivos da restauração de imagens é melhorar o aspecto final de imagens de amostras que por algum motivo apresentam imperfeições ou borramentos. As imagens obtidas pelo Microscópio de Força Atômica apresentam borramentos causados pela interação de forças entre a ponteira do microscópio e a amostra em estudo. Além disso apresentam ruídos aditivos causados pelo ambiente. Neste trabalho é proposta uma forma de paralelização em GPU de um algoritmo de natureza serial que tem por fim a Restauração de Imagens de Microscopia de Força Atômica baseado na Regularização de Tikhonov.

Otimização por enxame de partículas em arquiteturas paralelas de alto desempenho.

A Otimização por Enxame de Partículas (PSO, Particle Swarm Optimization) é uma técnica de otimização que vem sendo utilizada na solução de diversos problemas, em diferentes áreas do conhecimento. Porém, a maioria das implementações é realizada de modo sequencial. O processo de otimização necessita de um grande número de avaliações da função objetivo, principalmente em problemas complexos que envolvam uma grande quantidade de partículas e dimensões. Consequentemente, o algoritmo pode se tornar ineficiente em termos do desempenho obtido, tempo de resposta e até na qualidade do resultado esperado. Para superar tais dificuldades, pode-se utilizar a computação de alto desempenho e paralelizar o algoritmo, de acordo com as características da arquitetura, visando o aumento de desempenho, a minimização do tempo de resposta e melhoria da qualidade do resultado final. Nesta dissertação, o algoritmo PSO é paralelizado utilizando três estratégias que abordarão diferentes granularidades do problema, assim como dividir o trabalho de otimização entre vários subenxames cooperativos. Um dos algoritmos paralelos desenvolvidos, chamado PPSO, é implementado diretamente em hardware, utilizando uma FPGA. Todas as estratégias propostas, PPSO (Parallel PSO), PDPSO (Parallel Dimension PSO) e CPPSO (Cooperative Parallel PSO), são implementadas visando às arquiteturas paralelas baseadas em multiprocessadores, multicomputadores e GPU. Os diferentes testes realizados mostram que, nos problemas com um maior número de partículas e dimensões e utilizando uma estratégia com granularidade mais fina (PDPSO e CPPSO), a GPU obteve os melhores resultados. Enquanto, utilizando uma estratégia com uma granularidade mais grossa (PPSO), a implementação em multicomputador obteve os melhores resultados.