Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2012 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15447 |
Resumo: | Artificial neural networks are usually applied to solve complex problems. In problems with more complexity, by increasing the number of layers and neurons, it is possible to achieve greater functional efficiency. Nevertheless, this leads to a greater computational effort. The response time is an important factor in the decision to use neural networks in some systems. Many argue that the computational cost is higher in the training period. However, this phase is held only once. Once the network trained, it is necessary to use the existing computational resources efficiently. In the multicore era, the problem boils down to efficient use of all available processing cores. However, it is necessary to consider the overhead of parallel computing. In this sense, this paper proposes a modular structure that proved to be more suitable for parallel implementations. It is proposed to parallelize the feedforward process of an RNA-type MLP, implemented with OpenMP on a shared memory computer architecture. The research consistes on testing and analizing execution times. Speedup, efficiency and parallel scalability are analyzed. In the proposed approach, by reducing the number of connections between remote neurons, the response time of the network decreases and, consequently, so does the total execution time. The time required for communication and synchronization is directly linked to the number of remote neurons in the network, and so it is necessary to investigate which one is the best distribution of remote connections |
id |
UFRN_d04ad3188973198ad65546e00f835bf3 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/15447 |
network_acronym_str |
UFRN |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFRN |
repository_id_str |
|
spelling |
Souza, Francisco Ary Alves dehttp://lattes.cnpq.br/5639935429698099http://lattes.cnpq.br/9892239670106361Martins, Allan de Medeiroshttp://lattes.cnpq.br/4402694969508077Lopes, Danniel CavalvanteSouza, Samuel Xavier de2014-12-17T14:56:07Z2013-04-182014-12-17T14:56:07Z2012-08-07SOUZA, Francisco Ary Alves de. Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore. 2012. 62 f. Dissertação (Mestrado em Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2012.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15447Artificial neural networks are usually applied to solve complex problems. In problems with more complexity, by increasing the number of layers and neurons, it is possible to achieve greater functional efficiency. Nevertheless, this leads to a greater computational effort. The response time is an important factor in the decision to use neural networks in some systems. Many argue that the computational cost is higher in the training period. However, this phase is held only once. Once the network trained, it is necessary to use the existing computational resources efficiently. In the multicore era, the problem boils down to efficient use of all available processing cores. However, it is necessary to consider the overhead of parallel computing. In this sense, this paper proposes a modular structure that proved to be more suitable for parallel implementations. It is proposed to parallelize the feedforward process of an RNA-type MLP, implemented with OpenMP on a shared memory computer architecture. The research consistes on testing and analizing execution times. Speedup, efficiency and parallel scalability are analyzed. In the proposed approach, by reducing the number of connections between remote neurons, the response time of the network decreases and, consequently, so does the total execution time. The time required for communication and synchronization is directly linked to the number of remote neurons in the network, and so it is necessary to investigate which one is the best distribution of remote connectionsAs redes neurais artificiais geralmente são aplicadas à solução de problemas comple- xos. Em problemas com maior complexidade, ao aumentar o número de camadas e de neurônios, é possível conseguir uma maior eficiência funcional, porém, isto acarreta em um maior esforço computacional. O tempo de resposta é um fator importante na decisão de usá-las em determinados sistemas. Muitos defendem que o maior custo computacional está na fase de treinamento. Porém, esta fase é realizada apenas uma única vez. Já trei- nada, é necessário usar os recursos computacionais existentes de forma eficiente. Diante da era multicore esse problema se resume à utilização eficiente de todos os núcleos de processamento disponíveis. No entanto, é necessário considerar a sobrecarga existente na computação paralela. Neste sentido, este trabalho propõe uma estrutura modular que é mais adequada para as implementações paralelas. Propõe-se paralelizar o processo feed- forward (passo para frente) de uma RNA do tipo MLP, implementada com o OpenMP em uma arquitetura computacional de memória compartilhada. A investigação dar-se-á com a realização de testes e análises dos tempos de execução. A aceleração, a eficiência e a es- calabilidade são analisados. Na proposta apresentada é possível perceber que, ao diminuir o número de conexões entre os neurônios remotos, o tempo de resposta da rede diminui e por consequência diminui também o tempo total de execução. O tempo necessário para comunicação e sincronismo está diretamente ligado ao número de neurônios remotos da rede, sendo então, necessário observar sua melhor distribuiçãoCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal do Rio Grande do NortePrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFRNBRAutomação e Sistemas; Engenharia de Computação; TelecomunicaçõesComputação paralela. Multilayer perceptron. OpenMPParallel computing. Multilayer perceptron. OpenMPCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAAnálise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicoreinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALFranciscoAAS_DISSERT.pdfapplication/pdf1526658https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/15447/1/FranciscoAAS_DISSERT.pdf7ba5b80f03a10eaf25a4f9e6a4c91372MD51TEXTFranciscoAAS_DISSERT.pdf.txtFranciscoAAS_DISSERT.pdf.txtExtracted texttext/plain97774https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/15447/6/FranciscoAAS_DISSERT.pdf.txt7f9a38854172ded304f4dbe3715e075cMD56THUMBNAILFranciscoAAS_DISSERT.pdf.jpgFranciscoAAS_DISSERT.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3801https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/15447/7/FranciscoAAS_DISSERT.pdf.jpg5f5b94789b52aebf9b143dc316947640MD57123456789/154472017-10-31 15:55:41.198oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/15447Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2017-10-31T18:55:41Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore |
title |
Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore |
spellingShingle |
Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore Souza, Francisco Ary Alves de Computação paralela. Multilayer perceptron. OpenMP Parallel computing. Multilayer perceptron. OpenMP CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
title_short |
Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore |
title_full |
Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore |
title_fullStr |
Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore |
title_full_unstemmed |
Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore |
title_sort |
Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore |
author |
Souza, Francisco Ary Alves de |
author_facet |
Souza, Francisco Ary Alves de |
author_role |
author |
dc.contributor.authorID.por.fl_str_mv |
|
dc.contributor.authorLattes.por.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5639935429698099 |
dc.contributor.advisorID.por.fl_str_mv |
|
dc.contributor.advisorLattes.por.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9892239670106361 |
dc.contributor.referees1.pt_BR.fl_str_mv |
Martins, Allan de Medeiros |
dc.contributor.referees1ID.por.fl_str_mv |
|
dc.contributor.referees1Lattes.por.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/4402694969508077 |
dc.contributor.referees2.pt_BR.fl_str_mv |
Lopes, Danniel Cavalvante |
dc.contributor.referees2ID.por.fl_str_mv |
|
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Souza, Francisco Ary Alves de |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Souza, Samuel Xavier de |
contributor_str_mv |
Souza, Samuel Xavier de |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Computação paralela. Multilayer perceptron. OpenMP |
topic |
Computação paralela. Multilayer perceptron. OpenMP Parallel computing. Multilayer perceptron. OpenMP CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Parallel computing. Multilayer perceptron. OpenMP |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
description |
Artificial neural networks are usually applied to solve complex problems. In problems with more complexity, by increasing the number of layers and neurons, it is possible to achieve greater functional efficiency. Nevertheless, this leads to a greater computational effort. The response time is an important factor in the decision to use neural networks in some systems. Many argue that the computational cost is higher in the training period. However, this phase is held only once. Once the network trained, it is necessary to use the existing computational resources efficiently. In the multicore era, the problem boils down to efficient use of all available processing cores. However, it is necessary to consider the overhead of parallel computing. In this sense, this paper proposes a modular structure that proved to be more suitable for parallel implementations. It is proposed to parallelize the feedforward process of an RNA-type MLP, implemented with OpenMP on a shared memory computer architecture. The research consistes on testing and analizing execution times. Speedup, efficiency and parallel scalability are analyzed. In the proposed approach, by reducing the number of connections between remote neurons, the response time of the network decreases and, consequently, so does the total execution time. The time required for communication and synchronization is directly linked to the number of remote neurons in the network, and so it is necessary to investigate which one is the best distribution of remote connections |
publishDate |
2012 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2012-08-07 |
dc.date.available.fl_str_mv |
2013-04-18 2014-12-17T14:56:07Z |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2014-12-17T14:56:07Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
SOUZA, Francisco Ary Alves de. Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore. 2012. 62 f. Dissertação (Mestrado em Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2012. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15447 |
identifier_str_mv |
SOUZA, Francisco Ary Alves de. Análise de desempenho da rede neural artificial do tipo multilayer perceptron na era multicore. 2012. 62 f. Dissertação (Mestrado em Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2012. |
url |
https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15447 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFRN |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
BR |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFRN instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) instacron:UFRN |
instname_str |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) |
instacron_str |
UFRN |
institution |
UFRN |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFRN |
collection |
Repositório Institucional da UFRN |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/15447/1/FranciscoAAS_DISSERT.pdf https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/15447/6/FranciscoAAS_DISSERT.pdf.txt https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/15447/7/FranciscoAAS_DISSERT.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
7ba5b80f03a10eaf25a4f9e6a4c91372 7f9a38854172ded304f4dbe3715e075c 5f5b94789b52aebf9b143dc316947640 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1814833047265083392 |