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Algoritmos paralelos para problemas no lineales (AP)


 
DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA

Tipo: Curso de doctorado
 
Créditos Teóricos: 4 
Prácticos: 0 
 
Profesor Responsable:

       Arnal García, Josep

Profesores:

Castel de Haro, Mª Jesús
 

OBJETIVOS:
 

Es de destacar la demanda de computadores con gran potencia de cálculo que hoy en día se está exigiendo tanto a nivel científico como industrial. La velocidad en la computación tiene unos límites y restricciones lógicos y tecnológicos a los que paulatinamente se va llegando. Así pues, para obtener nuevos incrementos en la velocidad de los computadores se está haciendo uso del paralelismo, el cual consiste en replicar unidades de tratamiento de información con el objetivo de repartir tareas entre las mismas, espacial o temporalmente, y realizar la ejecución del programa en cuestión, en un tiempo inferior.
A las arquitecturas de este tipo de computadores se las denomina arquitecturas paralelas, y es en la Computación Matricial donde estas arquitecturas pueden considerarse especialmente adecuadas, ya que dicho campo contiene un alto grado de paralelismo implícito. Además la computación matricial posee multitud de aplicaciones entre las que podemos citar las aplicaciones en problemas de control y las aplicaciones en el procesamiento de la señal. En esta última aplicación existe el problema de reconstruir los parámetros de un fenómeno físico a partir del conocimiento de un conjunto de señales externas  observadas. Ejemplos de este problema se pueden encontrar en procesamiento de señales biomédicas, procesamiento de imágenes y reconocimiento del habla, procesamiento de señales sísmicas, etc. Recordemos además, que uno de los problemas clásicos de la computación matricial y que aparece en muchos campos de la ciencia es la resolución de grandes sistemas de ecuaciones lineales.
La aparición de estos computadores paralelos ha dado lugar no sólo a una adecuación de los algoritmos clásicos de la Computación Matricial para su implementación y ejecución en dichos computadores, sino que además se pretende la búsqueda de nuevos métodos que obtengan un buen rendimiento de la máquina. 

Los objetivos generales que se pretenden alcanzar en esta asignatura se
pueden resumir en los siguientes puntos: 

    Estudio de distintas técnicas para la resolución de sistemas no lineales en paralelo.

    Diseño, estudio y evaluación de dichos algoritmos usando PVM 


SOFTWARE UTILIZADO (PVM):
 

El desarrollo de PVM comenzó en el verano de 1989 en el Oak Ridge National Laboratory (ORNL) y ahora es parte de un proyecto de investigación que involucra a distintos centros de investigación y universidades de los Estados Unidos. PVM proporciona las funciones necesarias para inicializar automáticamente tareas sobre la máquina paralela virtual y permite a
cada tarea comunicarse y sincronizarse con cualquier otra tarea. Una tarea es definida como una unidad computacional en PVM, análogamente a un proceso linux. Las aplicaciones pueden ser paralelizadas usando construcciones usuales de paso de mensajes. Enviando y recibiendo mensajes, múltiples tareas pueden cooperar para resolver un mismo problema en paralelo.
PVM es especialmente útil para aplicaciones compuestas de varias partes relacionadas entre si y con grandes cálculos cada una de ellas. PVM ha sido usado para un gran número de aplicaciones tales como simulación de dinámica molecular, estudios de superconductividad, algoritmos matriciales y como base para la enseñanza de la programación concurrente o paralela.
 
 

DOCUMENTACIÓN SOBRE PVM:

    pvm3.4.0.tar.gz. Código fuente para la versión 3.4.0 de PVM (formato tar/gzip). Descomprimir y dentro del directorio pvm3 que se crea leer el fichero README.

    ug.ps. The users' guide for PVM version 3.3, ORNL/TM-12187 (Postscript). Last updated 9/21/94 (722798 bytes).

    refcard.ps. Quick reference card for PVM 3.3 (Postscript). Describes the C and Fortran interface to PVM (Postscript). Last updated 6/06/94 (93545 bytes).

    XPVM.src.1.2.5.tar.gz. Codigo fuente para la versión 1.2.5 de XPVM (formato tar/gzip). XPVM es un entorno gráfico para PVM.

    Equipo de cálculo científico IBM RS/6000 SP de la UA


 

RECURSOS DE INTERÉS

BIBLIOGRAFÍA:

  • J.M. Ortega. Introducction to Parallel and Vector Solution of Linear Systems. Plenum Pres, New York, 1988.
  • K. Hwang y F. A. Briggs. Arquitectura de computadoras y procesamiento paralelo. McGraw-Hill, 1990.
  • D. P. Bertsekas y J. N. Tsitsiklis. Parallel and Distributed Computation. Prentice-Hall Internacional, Inc, New Jersey, 1989. 
  • I. Foster. Designing and Building Parallel Programs. Addison-Wesley, 1995.
  • Y. Saad. Iterative Methods for Sparse Linear Systems. PWS Publishing Company, 1996.
  • J. JáJá. An Introduction to parallel algorithms. Addison-Wesley, 1992.
  • J.J. Dongarra, I.S. Duff, D.C. Sorensen, y H.A. van der Vorst. Solving Linear Systems on Vector and Shared Memory Computers. SIAM, Philadelphia, 1991.
  • A. Geist, A. Beguelin, J. Dongarra, W. Jiang y V. Sunderam. PVM 3 user's guide and reference manual. Oak Ridge National Laboratory, 1994.
  • A. Geist, A. Beguelin, J. Dongarra, W. Jiang y V. Sunderam. PVM: Parallel Virtual Machine. A user's guide and tutorial for networked parallel computing. The MIT Press, 1994.
  • F. García. Programación en Fortran 77. Paraninfo, 1996.

GRUPOS DE NOTICIAS:
  • comp.parallel.pvm 
  • comp.parallel.mpi 
  • comp.lang.fortran
ENLACES DE INTERÉS:



 

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Última actualización: 05-03-02 
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