Simulação paralela de eventos discretos com uso de memória compartilhada distribuída

A simulação paralela de eventos é uma área da computação que congrega grande volume de pesquisas, pela importância em facilitar o estudo de novas soluções nas mais diferentes áreas da ciência e tecnologia, sem a necessidade da construção de onerosos protótipos. Diversos protocolos de simulação paralela podem ser encontrados, divididos em dois grandes grupos de acordo com o algoritmo empregado para a execução em ordem dos eventos: os conservadores e os otimistas; contudo, ambos os grupos utilizam trocas de mensagens para a sincronização e comunicação. Neste trabalho, foi desenvolvido um novo protocolo de simulação paralela, fazendo uso de memória compartilhada, o qual foi implementado e testado sobre um ambiente de estações de trabalho, realizando, assim, simulação paralela com uso de memória compartilhada distribuída. O protocolo foi desenvolvido tendo como base de funcionamento os protocolos conservadores; utilizou diversas características dos mesmos, mas introduziu várias mudanças em seu funcionamento. Sua execução assemelha-se às dos protocolos de execução síncrona, utilizando conceitos como o lookahead e janelas de tempo para execução de eventos. A principal mudança que o novo protocolo sofreu foi proporcionada pelo acesso remoto à memória de um LP por outro, produzindo diversas outras nas funções relativas à sincronização dos processos, como o avanço local da simulação e o agendamento de novos eventos oriundos de outro LP. Um ganho adicional obtido foi a fácil resolução do deadlock, um dos grandes problemas dos protocolos conservadores de simulação paralela. A construção de uma interface de comunicação eficiente com uso de memória compartilhada é o principal enfoque do protocolo, sendo, ao final da execução de uma simulação, disponibilizado o tempo de simulação e o tempo de processamento ocioso (quantia utilizada em comunicação e sincronização). Além de uma implementação facilitada, propiciada pelo uso de memória compartilhada ao invés de trocas de mensagens, o protocolo oferece a possibilidade de melhor ocupar o tempo ocioso dos processadores, originado por esperas cada vez que um LP chega a uma barreira de sincronização. Em nenhum momento as modificações efetuadas infringiram o princípio operacional dos protocolos conservadores, que é não possibilitar a ocorrência de erros de causalidade local. O novo protocolo de simulação foi implementado e testado sobre um ambiente multicomputador de memória distribuída, e seus resultados foram comparados com dois outros simuladores, os quais adotaram as mesmas estratégias, com idênticas ferramentas e testados em um mesmo ambiente de execução. Um simulador implementado não utilizou paralelismo, tendo seus resultados sido utilizados como base para medir o speedup e a eficiência do novo protocolo. O outro simulador implementado utilizou um protocolo conservador tradicional, descrito na literatura, realizando as funções de comunicação e sincronização através de trocas de mensagens; serviu para uma comparação direta do desempenho do novo protocolo proposto, cujos resultados foram comparados e analisados.

Gestión de recursos en nodos multi-core de memoria compartida

La gestión de recursos en los procesadores multi-core ha ganado importancia con la evolución de las aplicaciones y arquitecturas. Pero esta gestión es muy compleja. Por ejemplo, una misma aplicación paralela ejecutada múltiples veces con los mismos datos de entrada, en un único nodo multi-core, puede tener tiempos de ejecución muy variables. Hay múltiples factores hardware y software que afectan al rendimiento. La forma en que los recursos hardware (cómputo y memoria) se asignan a los procesos o threads, posiblemente de varias aplicaciones que compiten entre sí, es fundamental para determinar este rendimiento. La diferencia entre hacer la asignación de recursos sin conocer la verdadera necesidad de la aplicación, frente a asignación con una meta específica es cada vez mayor. La mejor manera de realizar esta asignación és automáticamente, con una mínima intervención del programador. Es importante destacar, que la forma en que la aplicación se ejecuta en una arquitectura no necesariamente es la más adecuada, y esta situación puede mejorarse a través de la gestión adecuada de los recursos disponibles. Una apropiada gestión de recursos puede ofrecer ventajas tanto al desarrollador de las aplicaciones, como al entorno informático donde ésta se ejecuta, permitiendo un mayor número de aplicaciones en ejecución con la misma cantidad de recursos. Así mismo, esta gestión de recursos no requeriría introducir cambios a la aplicación, o a su estrategia operativa. A fin de proponer políticas para la gestión de los recursos, se analizó el comportamiento de aplicaciones intensivas de cómputo e intensivas de memoria. Este análisis se llevó a cabo a través del estudio de los parámetros de ubicación entre los cores, la necesidad de usar la memoria compartida, el tamaño de la carga de entrada, la distribución de los datos dentro del procesador y la granularidad de trabajo. Nuestro objetivo es identificar cómo estos parámetros influyen en la eficiencia de la ejecución, identificar cuellos de botella y proponer posibles mejoras. Otra propuesta es adaptar las estrategias ya utilizadas por el Scheduler con el fin de obtener mejores resultados.

Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore

Artificial neural networks are usually applied to solve complex problems. In problems with more complexity, by increasing the number of layers and neurons, it is possible to achieve greater functional efficiency. Nevertheless, this leads to a greater computational effort. The response time is an important factor in the decision to use neural networks in some systems. Many argue that the computational cost is higher in the training period. However, this phase is held only once. Once the network trained, it is necessary to use the existing computational resources efficiently. In the multicore era, the problem boils down to efficient use of all available processing cores. However, it is necessary to consider the overhead of parallel computing. In this sense, this paper proposes a modular structure that proved to be more suitable for parallel implementations. It is proposed to parallelize the feedforward process of an RNA-type MLP, implemented with OpenMP on a shared memory computer architecture. The research consistes on testing and analizing execution times. Speedup, efficiency and parallel scalability are analyzed. In the proposed approach, by reducing the number of connections between remote neurons, the response time of the network decreases and, consequently, so does the total execution time. The time required for communication and synchronization is directly linked to the number of remote neurons in the network, and so it is necessary to investigate which one is the best distribution of remote connections

Implementação paralela escalável e eficiente do algoritmo simplex padrão em arquitetura multicore

This work presents a scalable and efficient parallel implementation of the Standard Simplex algorithm in the multicore architecture to solve large scale linear programming problems. We present a general scheme explaining how each step of the standard Simplex algorithm was parallelized, indicating some important points of the parallel implementation. Performance analysis were conducted by comparing the sequential time using the Simplex tableau and the Simplex of the CPLEXR IBM. The experiments were executed on a shared memory machine with 24 cores. The scalability analysis was performed with problems of different dimensions, finding evidence that our parallel standard Simplex algorithm has a better parallel efficiency for problems with more variables than constraints. In comparison with CPLEXR , the proposed parallel algorithm achieved a efficiency of up to 16 times better

Simulação de reservatórios de petróleo em ambiente MPSoC

The constant increase of complexity in computer applications demands the development of more powerful hardware support for them. With processor's operational frequency reaching its limit, the most viable solution is the use of parallelism. Based on parallelism techniques and the progressive growth in the capacity of transistors integration in a single chip is the concept of MPSoCs (Multi-Processor System-on-Chip). MPSoCs will eventually become a cheaper and faster alternative to supercomputers and clusters, and applications developed for these high performance systems will migrate to computers equipped with MP-SoCs containing dozens to hundreds of computation cores. In particular, applications in the area of oil and natural gas exploration are also characterized by the high processing capacity required and would benefit greatly from these high performance systems. This work intends to evaluate a traditional and complex application of the oil and gas industry known as reservoir simulation, developing a solution with integrated computational systems in a single chip, with hundreds of functional unities. For this, as the STORM (MPSoC Directory-Based Platform) platform already has a shared memory model, a new distributed memory model were developed. Also a message passing library has been developed folowing MPI standard

Um algoritmo paralelo eficiente de migração reversa no tempo (rtm) 3d com granularidade fina

The reverse time migration algorithm (RTM) has been widely used in the seismic industry to generate images of the underground and thus reduce the risk of oil and gas exploration. Its widespread use is due to its high quality in underground imaging. The RTM is also known for its high computational cost. Therefore, parallel computing techniques have been used in their implementations. In general, parallel approaches for RTM use a coarse granularity by distributing the processing of a subset of seismic shots among nodes of distributed systems. Parallel approaches with coarse granularity for RTM have been shown to be very efficient since the processing of each seismic shot can be performed independently. For this reason, RTM algorithm performance can be considerably improved by using a parallel approach with finer granularity for the processing assigned to each node. This work presents an efficient parallel algorithm for 3D reverse time migration with fine granularity using OpenMP. The propagation algorithm of 3D acoustic wave makes up much of the RTM. Different load balancing were analyzed in order to minimize possible losses parallel performance at this stage. The results served as a basis for the implementation of other phases RTM: backpropagation and imaging condition. The proposed algorithm was tested with synthetic data representing some of the possible underground structures. Metrics such as speedup and efficiency were used to analyze its parallel performance. The migrated sections show that the algorithm obtained satisfactory performance in identifying subsurface structures. As for the parallel performance, the analysis clearly demonstrate the scalability of the algorithm achieving a speedup of 22.46 for the propagation of the wave and 16.95 for the RTM, both with 24 threads.

Memória de reconhecimento social em ratos

O paradigma intruso-residente vem sendo intensamente empregado em estudos para avaliar a memória de reconhecimento social em roedores. Tipicamente, ratos adultos (residentes) são expostos a dois encontros de 5 minutos cada com um mesmo intruso juvenil ou com juvenis diferentes; o intervalo entre encontros é usualmente 30 minutos. A quantidade de comportamentos sociais do residente, no segundo encontro, em relação a um intruso familiar é substancialmente menor do que o observado no primeiro encontro, o que não ocorre quando o segundo encontro envolve um juvenil novo; esse resultado caracteriza memória de reconhecimento social. Neste estudo discutimos achados recentes sobre os tipos de comportamentos usualmente incluídos nas categorias social e não-social, a influência da fase temporal, a interferência de rotinas laboratoriais na memória de reconhecimento social, modalidades sensoriais usualmente empregadas por roedores no processamento de informações na memória social e alternativas adicionais para o estudo da socialidade em roedores.

Avaliação da memória de trabalho em crianças com transtorno do déficit de atenção e hiperatividade

Esse projeto investigou as habilidades cognitivas da Memória de Trabalho de crianças e adolescentes com o “Transtorno do Déficit de Atenção e Hiperatividade” (TDAH). Foi aplicado teste TIHC - Teste Infantil de Habilidades Cognitivas informatizado, avaliando principalmente cinco habilidades cognitivas Raciocínio Indutivas (RI), Memória de Armazenamento Auditiva (MAA) e Visual e Memória de Trabalho Auditiva (MTA) e Visual (MTV) usando o modelo de Cattell-Horn-Carroll. O teste foi aplicado em 62 sujeitos sendo 32 com TDAH do Hospital das Clínicas-SEPIA-USP e 30 sujeitos controle “normal” do Ensino Fundamental da rede municipal de 1ª à 8ª séries com idades entre 7 e 15 anos, de ambos os sexos. As análises executadas indicaram a existência de diferenças em diversos aspectos relacionados à memória nos tipos peculiares de crianças com TDAH. Verificou-se que as crianças com TDAH obtiveram bom desempenho nas provas de memória visual em detrimento as provas de memória auditiva. A correlação dos resultados do TIHC verificara que o tempo de reação da prova de memória de armazenamento visual manteve uma correlação significativa com a prova de cálculo.

“Memória e sociedade”: ciência poética e referência de humanismo

O artigo apresenta um conjunto articulado de reflexões a respeito do livro Memória e Sociedade: Lembranças de Velhos, de Ecléa Bosi, aqui considerado como obra-prima da psicologia social e das ciências humanas. Procura destacar as originalidades de natureza teórico-metodológica do texto, a começar por uma composição singular que incorpora poesia na construção científica, passando por uma redefinição das relações entre sujeito e objeto do conhecimento, ao desenvolver a perspectiva de alternância da condição entre ambos, no desdobramento da pesquisa. Mostra, também, como o estudo de Ecléa Bosi se fundamenta em estreitos vínculos entre a pesquisadora e os velhos pesquisados, de modo a se formar entre eles uma comunidade de destino.

Isolamento compulsório de portadores de hanseníase: memória de idosos

De 1924 a 1962 o Brasil utilizou a internação compulsória de pacientes de hanseníase como controle da doença na comunidade. Com o final dessa política, muitos pacientes continuaram a viver nessas unidades. O Asilo Pirapitingui, hoje Hospital Dr. Francisco Ribeiro Arantes, é a única retaguarda asilar para internação de portadores de hanseníase por indicação social. Obtivemos o relato da história de vida de oito de seus remanescentes, que foram gravados e transcritos. A análise temática desses relatos permitiu a identificação das seguintes categorias: hanseníase; internação; vida cotidiana; a instituição; condições atuais de saúde; e permanência na instituição após a extinção da internação compulsória.

Compras p??blicas sustent??veis: uma experi??ncia de compra sustent??vel compartilhada no Instituto de Pesquisas Jardim Bot??nico do Rio de Janeiro

A Diretoria de Gest??o do Jardim Bot??nico do Rio de Janeiro (JBRJ), motivada em contribuir para ado????o de um novo paradigma de consumo na administra????o p??blica, implementou a compra compartilhada sustent??vel de 48 itens de material de expediente com 10 ??rg??os da administra????o p??blica federal. Essa foi considerada pelo Minist??rio do Planejamento, Or??amento e Gest??o (MP) como a primeira compra compartilhada sustent??vel do governo federal. O projeto, por ser compartilhado, permitiu efetivamente o ganho de escala, gerando uma economia de aproximadamente 50% do valor estimado. Os ??rg??os participantes e a equipe JBRJ empenharam-se com bastante motiva????o na implementa????o do projeto. O cadastramento dos produtos no ComprasNet permitiu a codifica????o dos primeiros produtos sustent??veis de material de expediente. Adotou-se, portanto, uma medida inovadora, que vai colaborar para a redu????o do impacto ambiental decorrente do consumo no ??mbito dos ??rg??os p??blicos, ao encontro da perspectiva do desenvolvimento sustent??vel

Leitura compartilhada de livros em local de trabalho

Este projeto refere-se ao desenvolvimento de um programa de leitura no local de trabalho, desenvolvido pela Assessoria de Planejamento e Gest??o da ECT - RJ. O programa se destina aos funcion??rios da Assessoria, mas ?? aberto a todos, sem o sentido de obrigatoriedade. Tem como finalidade desenvolver a compet??ncia profissional da equipe e a cultura do planejamento de m??dio e longo prazos, visando a obten????o de informa????es e subs??dios para a melhoria do desempenho da Diretoria Regional

O direito à memória e o ensino da história do conflito armado colombiano em um ambiente museal

O direito à memória é o direito que tem a sociedade de conhecer, lembrar e procurar a verdade sobre seu próprio passado, sobretudo em situações de violência recente como é o conflito armado colombiano. O direito à memória pode ser garantido ou negado no campo da didatização da história. O ensino de história também acontece em espaços não escolarizados como os museus. O tema da pesquisa é: como os estudantes constroem explicações históricas sobre o conflito armado colombiano em um ambiente museal, e sua relação com o direito à memória. O trabalho de campo se desenvolve na Casa Museu Jorge Eliécer Gaitán (Bogotá - Colômbia), com estudantes das três últimas séries do sistema escolar colombiano. Partimos do pressuposto de que a Casa Museu Gaitán está vinculada não só a um passado doloroso, mas também a um presente conflituoso. As temporalidades superpostas deste espaço museal, são analisadas através das relações entre história acadêmica, história escolar e história cotidiana. Por isto, dialoga-se também com os conteúdos propostos para à área de Ciências Sociais e o livro didático. Garantir um direito à memória através do ensino de história, passa por combater as pretensões oficiais de impor uma memória única do passado, e oferecer ferramentas para que os estudantes possam construir explicações históricas a partir do raciocínio crítico. Isto é possível quando os estudantes confrontam as diferentes vozes que relatam o passado recente. No caso colombiano, garantir o direito à memória através do ensino de história da violência recente, é ainda mais complexo pela função que desenvolve o próprio Estado colombiano no meio do conflito armado.

Imagens da escola como mediadoras do processo formativo dos jovens no ensino da arte: diálogos com a história, memória e ambientes intraescolares

Esta pesquisa apresenta as imagens da escola como mediadoras do processo formativo dos jovens no ensino da Arte em diálogo com a história, memória e ambientes intraescolares. Inscreve-se no debate produzido pela linha de pesquisa em Educação e Linguagens. Analisa a formação dos jovens numa turma do terceiro ano do Ensino Médio na Escola Estadual de Ensino Médio “Hunney Everest Piovesan”, localizada no município de Cariacica no Estado do Espírito Santo. O estudo foi realizado em 2013 e tem como objetivo analisar as imagens escolares como mediadoras na formação dos estudantes do Ensino Médio no ensino da Arte em diálogo com a história, memória e ambientes intraescolares. Ao mesmo tempo, por meio de trabalho colaborativo, contribui para (re)construção da história da instituição, significando-a junto aos alunos e comunidade escolar. Por meio de intervenção artística com imagens da escola propõe reflexão crítica, analisando a formação dos jovens no terceiro ano do Ensino Médio. Para compreender os conceitos de mediação e meio social, estabelece um diálogo com as obras de Lev Semenovith Vigotski. A partir dos estudos de Maria Ciavatta e Schütz–Foerste procura entender a mediação imagética e sua dimensão educativa. Dialoga ainda com Frago, Escolano e Buffa, ampliando as reflexões sobre os ambientes intraescolares, dimensionando a imagética desses espaços e o senso de pertencimento à escola a partir da impregnação pela história e memória. A investigação pauta-se nos referenciais do método qualitativo e colaborativo de pesquisa. A produção dos dados contou com o recolhimento e análise documental de um conjunto de fontes primárias e secundárias formadas por livro de registro de funcionários da escola da década de 1970, diários de classe, recortes de jornais, convites de formaturas e registros fotográficos escolares dessa mesma década até a atualidade. Além desses documentos históricos, foram analisadas entrevistas de antigos alunos e questionários dos alunos do terceiro ano do Ensino Médio da instituição. Relata brevemente experiências de curto intercâmbio acadêmico realizado na Universidade de Ancara, na Turquia, com o objetivo de ampliar os horizontes de referência sociocultural, em especial com o contexto educacional do Ensino Médio euroasiático, identificando os espaços de formação dos jovens no contexto turco e suas relações com a educação brasileira. Esta experiência apresentada não integra a análise desta dissertação, mas projeta a discussão para novos estudos. A análise se elabora a partir da triangulação, entre outros, do referencial teórico com o processo de intervenção, produção de dados e no debate acadêmico em diferentes contextos. A partir da caminhada acadêmica permeada pela história e memória, inferimos que as imagens escolares medeiam o processo formativo dos jovens do terceiro ano do Ensino Médio no ensino da Arte. Contribuem para o cultivo da memória escolar, enquanto presença impregnada pela história da instituição, por meio da imagética dos seus ambientes intraescolares. Constatamos ainda que as imagens colaboram para o (re)conhecimento por parte desses sujeitos do seu papel ativo, autônomo e transformador da realidade escolar na qual estão inseridos.

Memória, intertextualidade, literatura e semiótica : a tragédia e o trágico em Sandman

Este trabalho investiga as relações entre a literatura e a história em quadrinhos Sandman, escrita por Neil Gaiman. Para estabelecer o liame entre essas artes, descrevemos os primórdios da indústria dos quadrinhos de super-heróis, o seu desenvolvimento e as raízes dos gêneros literários populares de crime e horror, assim como as críticas que conduziram à censura e à subsequente superação desta – que lentamente tornou possível um novo tipo de discurso na área dos quadrinhos, permitindo um diálogo aberto com o mundo literário. Entendendo que as noções de intertextualidade, intermidialidade e semiose atuam como transmissores da memória da literatura e da cultura, adotamos a semiótica de Charles S. Peirce, para estabelecer o encadeamento semiósico do mito órfico, além de traçar a transformação da tragédia (conceito literário) em trágico (concepção filosófica) e as suas funções na narrativa de Sandman e no percurso de Morpheus, o herói condenado.