Fechar
Metadados

@MastersThesis{Souza:2019:PaOtDe,
               author = "Souza, Jefferson Gon{\c{c}}alves de",
                title = "Paraleliza{\c{c}}{\~a}o e otimiza{\c{c}}{\~a}o do desempenho 
                         computacional do modelo BRASIL-SR",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2019",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2019-02-26",
             keywords = "paraleliza{\c{c}}{\~a}o, OpenMP, radia{\c{c}}{\~a}o solar, 
                         parallelization, OpenMP, solar radiation.",
             abstract = "O modelo de transfer{\^e}ncia radiativa BRASIL-SR foi 
                         desenvolvido pelo LABREN/CCST/INPE e utiliza imagens de 
                         sat{\'e}lite em conjunto com dados climatol{\'o}gicos 
                         m{\'e}dios mensais para o c{\'a}lculo de estimativas de 
                         irradia{\c{c}}{\~a}o solar incidente, permitindo mapear os 
                         locais prop{\'{\i}}cios para o aproveitamento do recurso solar. 
                         As estimativas fornecidas pelo modelo t{\^e}m foco nos resultados 
                         mensais e ainda na transmit{\^a}ncia atmosf{\'e}rica calculada 
                         apenas para m{\'e}dias hor{\'a}rias no centro do intervalo 
                         mensal, devido ao alto custo computacional. Apesar de 
                         exaustivamente validado e de apresentar erros na mesma ordem de 
                         outras ferramentas computacionais da literatura, as 
                         extrapola{\c{c}}{\~o}es realizadas implicam em maiores valores 
                         de vi{\'e}s nas estimativas de irradia{\c{c}}{\~a}o horaria e 
                         di{\'a}ria. Este trabalho teve por objetivo otimizar o desempenho 
                         computacional do modelo BRASIL-SR em sistemas com m{\'u}ltiplos 
                         n{\'u}cleos, atrav{\'e}s da utiliza{\c{c}}{\~a}o de diretivas 
                         de paraleliza{\c{c}}{\~a}o do OpenMP com escalonamento dos 
                         la{\c{c}}os e altera{\c{c}}{\~a}o nos dados de entrada e 
                         sa{\'{\i}}da para o formato em NetCDF. O tempo de processamento 
                         do modelo BRASIL-SR foi reduzido de 27 horas para 1 hora e 30 
                         minutos, utilizando 24 threads. Outras t{\'e}cnicas tradicionais 
                         de otimiza{\c{c}}{\~a}o, como blocagem e 
                         vetoriza{\c{c}}{\~a}o, tamb{\'e}m foram investigadas, mas 
                         n{\~a}o apresentaram uma melhoria no desempenho devido {\`a} 
                         estrutura do c{\'o}digo do modelo. Com o resultado inicial desta 
                         pesquisa, foi poss{\'{\i}}vel alterar o modo de calculo da 
                         transmit{\^a}ncia, que antes era calculado para o centro do 
                         intervalo mensal, para o calculo di{\'a}rio da 
                         transmit{\^a}ncia. Um script foi desenvolvimento para a 
                         execu{\c{c}}{\~a}o do pr{\'e}processamento e processamento do 
                         modelo, obtendo um tempo total de pr{\'e}processamento e 
                         processamento de 1 hora e 40 minutos, uma melhora de 3700%. A 
                         utiliza{\c{c}}{\~a}o do modelo paralelizado com OpenMP, 
                         juntamente com os scripts Python, desenvolvidos para a 
                         operacionaliza{\c{c}}{\~a}o do modelo, ser{\'a} determinante 
                         para o desenvolvimento de modelos de previs{\~a}o de 
                         irradia{\c{c}}{\~a}o solar de curto e curt{\'{\i}}ssimo prazo, 
                         sendo de extrema relevancia para tomada de decis{\~a}o de 
                         diversos atores, como por exemplo o Operador Nacional do Sistema 
                         El{\'e}trico. ABSTRACT: The radiative transfer model BRASIL-SR 
                         was developed by LABREN/CCST/INPE. This model uses satellite 
                         images data with monthly average climatological for the estimates 
                         of incident solar irradiation, allowing mapping of the sites 
                         suitable for the use of the solar resource. The estimates provided 
                         by the model focus on the monthly results and on the atmospheric 
                         transmittance calculated only for hourly means in the center of 
                         the monthly range, due to the high computational cost. In spite of 
                         being extensively validated and presenting errors in the same 
                         order as other computational tools in the literature, the 
                         extrapolations carried out imply higher bias values in the hourly 
                         and daily irradiation estimates. This work aimed to optimize the 
                         computational performance of the BRASIL-SR model in systems with 
                         multicore, using parallelization policies OpenMP with escalation 
                         of the loops and change in the input and output data to the format 
                         in NetCDF. The processing time of the model BRASIL-SR was reduced 
                         from 27 hours to 1 hour and 30 minutes using 24 threads. Other 
                         traditional optimization techniques, such as blocking and 
                         vectoring, were also investigated but did not show an improvement 
                         in performance due to the model code structure. With the initial 
                         result of this research, it was possible to change the mode of 
                         transmittance calculation, which was previously calculated to the 
                         center of the monthly interval, for the daily transmittance 
                         calculation. A script was development for the execution of the 
                         pre-processing and processing of the model, obtaining a total time 
                         of preprocessing and processing of 1 hour and 40 minutes, an 
                         improvement of 3700%. The use of the parallelized model with 
                         OpenMP, together with the Python scripts, developed for the 
                         operation of the model, will be determinant for the development of 
                         models of prediction of solar irradiation of short and very short 
                         term, being of extreme relevance for the decision making of 
                         several actors , such as the National Electric System Operator.",
            committee = "Stephany, Stephan (presidente) and Mendes, Celso Luiz (orientador) 
                         and Costa, Rodrigo Santos (orientador) and Rosa, Reinaldo Roberto 
                         and Martins, Fernando Ramos",
         englishtitle = "Parallelization and otmization of the computation performance of 
                         the BRASIL-SR model",
             language = "pt",
                pages = "128",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3T295ES",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34R/3T295ES",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "25 nov. 2020"
}


Fechar