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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22080
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Implementação paralela do algoritmo de otimização por enxame de partículas em uma plataforma multiprocessada com rede intrachip |
Título(s) alternativo(s): | Parallel implementation of the particle swarm optimization algorithm on a multiprocessor embedded system with network-on-chip |
Autor: | Passos, Alberto de Carvalho |
Primeiro orientador: | Mourelle, Luiza de Macedo |
Segundo orientador: | Nedjah, Nadia |
Primeiro membro da banca: | Castro, Maria Clicia Stelling de |
Segundo membro da banca: | Carvalho, Paulo Victor Rodrigues de |
Resumo: | Nos últimos anos surgiu a necessidade de resolver problemas complexos em várias áreas do conhecimento, como mineração de dados, otimização combinatória, sistemas de energia, processamento de sinais, reconhecimento de padrões, aprendizado de máquina e robótica. A característica chave desses problemas é a sua intensidade computacional, especialmente em termos de tempo de execução. Para acelerar o processo de resolução de problemas, foram desenvolvidos algoritmos bioinspirados, que visam simular o comportamento encontrado em sistemas biológicos, como organismos vivos e ecossistemas, para resolver eficientemente problemas complexos. Exemplos desses algoritmos incluem Otimização por Enxame de Partículas, Otimização por Colônia de Formigas, Colônia Artificial de Abelhas e Busca Cuckoo. Este trabalho tem como objetivo obter uma implementação paralela do algoritmo de Otimização por enxame de Partículas utilizando um Sistema Embutido Multiprocessado com Rede Intrachip. As estratégias de paralelização que empregamos são baseadas nos algoritmos PSO Paralelo (Parallel PSO - PPSO) e PSO Cooperativo (Cooperative Particle Swarm Optimizer - CPSO), utilizando as topologias Mestre-trabalhador, Anel e Malha 2D. Com base no tempo de execução obtido por cada algoritmo paralelo e cada topologia empregada durante as simulações, será possível identificar qual estratégia de paralelização oferece o melhor desempenho, bem como o número de processadores necessários. Os resultados, quando comparados com a versão serial do algoritmo de Otimização por Enxame de Partículas, são promissores. |
Abstract: | In recent years, with technological advancements, the need to solve complex problems has emerged in various areas of knowledge, such as data mining, combinatorial optimization, power systems, signal processing, pattern recognition, machine learning, and robotics. The key characteristic of these problems is their computational intensity, particularly in terms of execution time. In order to accelerate the problem-solving process, bio-inspired algorithms have been developed, which aim to simulate the behavior found in biological systems, such as living organisms and ecosystems, to efficiently solve complex problems. Examples of these algorithms include Particle Swarm Optimization, Ant Colony Optimization, Artificial Bee Colony, and Cuckoo S earch. This work aims to obtain a parallel implementation of the Particle Swarm Optimization algorithm using a Multiprocessor Embedded System with Network-on-Chip. The parallelization strategies we employ are based on the Parallel Particle Swarm Optimization (PPSO) and Cooperative Parallel Particle Swarm Optimization algorithms (CPSO), using master-slave, ring, and 2D grid topologies. Based on the execution time obtained by each parallel algorithm and each employed topology during the simulations, it will be possible to identify which parallelization strategy provides the best performance, as well as the number of processors required. The results, when compared to the serial version of the Particle Swarm Optimization algorithm, are promising. |
Palavras-chave: | Electronic engineering Swarm intelligence Parallel algorithms Embedded computer systems Systems on a chip Engenharia eletrônica Inteligência coletiva Algoritmos paralelos Sistemas embarcados (Computadores) Sistemas programáveis em chip |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica |
Citação: | PASSOS, Alberto de Carvalho. Implementação paralela do algoritmo de otimização por enxame de partículas em uma plataforma multiprocessada com rede intrachip. 2024. 104 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Eletrônica) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22080 |
Data de defesa: | 27-Mar-2024 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Eletrônica |
Arquivos associados a este item:
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