On modelling parallel programmes for static mapping: a comparative study

Heterogeneous parallel architecture (HPA) are inherently more complicated than their homogeneous counterpart. HPAs allow composition of conventional processors, with specialised processors that target particular types of task. However, this makes mapping and scheduling even more complicated and difficult in parallel applications. Therefore, it is crucial to use a robust modelling approach that can capture all the critical characteristics of the application and facilitate the achieving of optimal mapping. In this study, we perform a concise theoretical analysis as well as a comparison of the existing modelling approaches of parallel applications. The theoretical perspective includes both formal concepts and mathematical definitions based on existing scholarly literature. The important characteristics, success factors and challenges of these modelling approaches have been compared and categorised. The results of the theoretical analysis and comparisons show that the existing modelling approaches still need improvement in parallel application modelling in many aspects such as covered metrics and heterogeneity of processors and networks. Moreover, the results assist us to introduce a new approach, which improves the quality of mapping by taking heterogeneity in action and covering more metrics that help to justify the results in a more accurate way

Análise comparativa entre algoritmos de estimação de movimento por block-matching para compressão de vídeo em resolução full HD

Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado para obtenção do grau de Bacharel no Curso de Ciência da Computação da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC.Em virtude do recente crescimento das resoluções e qualidades de imagem em vídeos digitais, o aumento gradativo da demanda de largura de banda para a transmissão se torna inviável, despertando a necessidade da compressão destes vídeos. A principal técnica utilizada para a compressão de vídeos consiste em eliminar a redundância de informações entre quadros consecutivos, substituindo-as por vetores de movimento que indicam o deslocamento de determinados pixels do quadro. Esta técnica é chamada estimação de movimento, método empregado para identificar o movimento do quadro atual em comparação com o quadro anterior, sintetizar estes vetores de movimento e utilizá-los, enfim, para a reconstrução o quadro desejado. Essa reconstrução ocorre somente com o quadro anterior e os vetores, permitindo que o quadro atual seja descartado. Tal prática reduz significativamente o peso do vídeo, mas eleva a complexidade computacional e o tempo de compressão. A fim de amenizar esta contrapartida, foi introduzida na literatura a técnica de block-matching, responsável por segmentar o quadro em blocos de determinado tamanho, compará-los com outros blocos e atribuir o mesmo vetor de movimento para todos os pixels deste bloco. Esta técnica é amplamente difundida pela área tecnológica em vista de sua simplicidade de implementação e baixa complexidade computacional, enquanto que produzindo resultados satisfatórios, perante o olho humano. Ao longo dos anos, vários algoritmos de block-matching foram elaborados, refinando cada vez mais seus critérios de seleção de blocos. Contudo, estes algoritmos podem tornar-se obsoletos muito rapidamente, por conta do desenfreado crescimento das resoluções de imagem. Portanto, este trabalho visa apresentar e comparar três algoritmos de block-matching desenvolvidos nos últimos três anos, supostamente adaptados para a resolução full HD (1920x1080), que são os algoritmos PAL (Pal, 2015), WUARPS (Wu; Huang, 2016) e PRO (Ziwei et al, 2017). Os resultados apresentados apontam um equilíbrio entre os três no que diz respeito a qualidade do quadro reconstruído, complexidade computacional e tempo empregado na execução. Em destaque, o algoritmo PRO apresentou, de todos, a melhor qualidade de imagem, enquanto que o WUARPS obteve o menor tempo de execução. Já o algoritmo PAL possui melhor desempenho em sequências de baixo grau de movimentação. É interessante que futuras pesquisas possam abordar a utilização de tamanhos variados de blocos, no lugar de tamanhos de bloco fixos

Mapping sobre arquitecturas heterogéneas

La programación de algoritmos paralelos, a diferencia de los algoritmos secuenciales, no cuenta para su representación con un único modelo. Esa carencia ocasiona que su aplicación sobre una arquitectura heterogénea, a través de modelos existentes, no halle el resultado que se ambiciona. La computación paralela ha propuesto, como pocas, significativos quiebres en el ámbito de la Ciencia de la Computación, al provocar la reformulación y generación de nuevos conceptos. El desarrollo de nuevos modelos que mejoren los tiempos de ejecución para aplicaciones paralelas en arquitecturas no homogéneas, se justifica y demanda desde la importancia que concedería al momento de obtener resoluciones efectivas. El Mapping sobre arquitecturas heterogéneas consiste en determinar la asignación de tareas a procesadores, considerando las características más importantes de la aplicación (cantidad de tareas, tiempo de cómputo, etc) y las características de ese tipo de arquitectura en la cual se ejecuta la aplicación; es decir, cantidad de tipos de procesadores y costo de comunicación, entre otras variables. El aporte de esta Tesis Doctoral en cuanto a implementación de modelos y algoritmo de Mapping, evalúa y subsana, basándose en las respectivas pruebas, las limitaciones de aquellas versiones anteriores.Facultad de Informátic

Mapping sobre arquitecturas heterogéneas

Entre todas las ideas esparcidas por la Ciencia de la Computación en los últimos años, pocas han transformado el área de manera tan profunda como la computación paralela. Virtualmente todos los aspectos se vieron afectados, y se generó un gran número de conceptos nuevos. Desde la Arquitectura de Computadoras hasta los Sistemas Operativos, desde los Lenguajes de Programación y Compiladores hasta Bases de Datos e Inteligencia Artificial, y desde la Computación numérica hasta las Combinatorias, cada rama sufrió un renacimiento.Tesis doctoral de la Facultad de Informática (UNLP). Grado alcanzado: Doctor en Ciencias Informáticas. Director de tesis: Guillermo Simari; co-director de tesis: Emilio Luque y Marcelo Naiouf.Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Video compression with parallel processing

Driven by the rapidly increasing demand for audio-visual applications, digital video compression technology has become a mature field, offering several available products based on both hardware and software implementations. Taking advantage of spatial, temporal, and statistical redundancies in video data, a video compression system aims to maximize the compression ratio while maintaining a high picture quality. Despite the tremendous progress in this area, video compression remains a challenging research problem due to its computational requirements and also because of the need for higher picture quality at lower data rates. Designing efficient coding algorithms continues to be a prolific area of research. For circumvent the computational requirement, researchers has resorted to parallel processing with a variety of approaches using dedicated parallel VLSI architectures as well as software on general-purpose available multiprocessor systems. Despite the availability of fast single processors, parallel processing helps to explore advanced algorithms and to build more sophisticated systems. This paper presents an overview of the recent research in video compression using parallel processing. The paper provides a discussion of the basic compression techniques, existing video coding standards and various parallelization approaches. Since video compression is multi-step in nature using various algorithms, parallel processing can be exploited at an individual algorithm or at a complete system level. The paper covers a broad spectrum of such approaches, outlining the. basic philosophy of each approach and providing examples. We contrast these approaches when possible, highlight their pros and cons, and suggest future research directions. While the emphasis of this paper is on software-based methods, a significant discussion of hardware and VLSI is also included. (C) 2002 Published by Elsevier Science B.V