Estimação adaptativa baseada em acurácia para tempo de execução de aplicações paralelas

dc.contributor.advisorSouza, Samuel Xavier de
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-8747-4580pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9892239670106361pt_BR
dc.contributor.authorRodrigues, Matheus dos Santos Lopes
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3167736594130827pt_BR
dc.contributor.referees1Silva, Vitor Ramos Gomes da
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4582-9245pt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6417136300042117pt_BR
dc.contributor.referees2Assis, Ítalo Augusto Souza de
dc.contributor.referees2IDhttps://orcid.org/0000-0003-4122-3115pt_BR
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1790664811439928pt_BR
dc.date.accessioned2025-01-21T15:21:36Z
dc.date.available2025-01-21T15:21:36Z
dc.date.issued2025-01-17
dc.description.abstractScalability analysis allows the understanding of how efficiently a parallel application uses computing resources. This understanding provides insight into the behavior of the program, enabling optimizations, reducing resource consumption, and guiding development decisions for high-performance applications. The analysis process is very time-consuming because measuring application execution in several configurations is required. Estimating these execution times accurately is challenging due to the complex interactions between software and hardware, which can lead to problems such as load imbalance and resource contention. To deal with this problem, this paper proposes an adaptive approach using a multilayer perceptron neural network to predict the execution time of parallel algorithms iteratively by sampling different configurations of cores and input sizes as needed to ensure accuracy. Employing the approach on three different parallel algorithms (Matrix multiplication, Raytrace, and Breadth-first search), combined with three different pre-processing methods, validated the approach. The reduction in the time to perform the analysis was of up to 88.2%, with a maximum absolute error of 7%. Integrated with the Pascal Analyzer profiler, the model provides fast and accurate predictions, optimizing analysis time for researchers and developers. By accelerating scalability analysis and speedup calculation, the system makes the process of evaluating the performance of parallel applications more efficient, contributing to significant advances in high-performance computing.pt_BR
dc.description.resumoA análise de escalabilidade permite a compreensão da eficiência com que um aplicativo paralelo utiliza os recursos de computação. Esse entendimento fornece informações sobre o comportamento do programa, permitindo otimizações, reduzindo o consumo de recursos e orientando as decisões de desenvolvimento para aplicativos de alto desempenho. O processo de análise consome muito tempo porque é necessário medir a execução do aplicativo em várias configurações. Estimar esses tempos de execução com precisão é um desafio devido às interações complexas entre o software e o hardware, o que pode levar a problemas como desequilíbrio de carga e contenção de recursos. Para lidar com esse problema, este documento propõe uma abordagem adaptativa usando a rede neural perceptron multicamada para prever o tempo de execução de algoritmos paralelos de forma iterativa, amostrando diferentes configurações de núcleos e tamanhos de entrada conforme necessário para garantir a precisão. O emprego da abordagem em três algoritmos paralelos diferentes (Matrix Multiplication, Raytrace e Busca em largura), em conjunto com três métodos diferentes de pré-processamento, validou a abordagem. A redução no tempo de execução da análise foi de até 88,2%, com um erro absoluto máximo de 7%. Integrado ao perfilador Pascal Analyzer, o modelo fornece previsões rápidas e precisas, otimizando o tempo de análise para pesquisadores e desenvolvedores. Ao acelerar a análise de escalabilidade e o cálculo de aceleração, o sistema torna o processo de avaliação do desempenho de aplicativos paralelos mais eficiente, contribuindo para avanços significativos na computação de alto desempenho.pt_BR
dc.identifier.citationRODRIGUES, Matheus dos Santos Lopes. Estimação adaptativa baseada em acurácia para tempo de execução de aplicações paralelas. 2025. 41 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação) - Departamento de Engenharia da Computação, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/61492
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Engenharia de Computação e Automaçãopt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programEngenharia de Computaçãopt_BR
dc.subjectAnálise de escalabilidadept_BR
dc.subjectScalability analysispt_BR
dc.subjectAprendizagem de máquinapt_BR
dc.subjectMachine Learningpt_BR
dc.subjectAplicações paralelaspt_BR
dc.subjectParallel applicationspt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::TEORIA DA COMPUTACAO::ANALISE DE ALGORITMOS E COMPLEXIDADE DE COMPUTACAOpt_BR
dc.titleEstimação adaptativa baseada em acurácia para tempo de execução de aplicações paralelaspt_BR
dc.title.alternativeAdaptive estimation based on accuracy for the execution time of parallel applicationspt_BR
dc.typebachelorThesispt_BR

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