Využití paralelizace pro náročné úlohy v (bio)informatice

Jan Žďárský

Diplomová práce

Utilization of parallelization for demanding tasks in (bio)informatics

Anotace:

Teoretická část diplomové práce se zabývá využitím grafických karet a vícejádrových procesorů pro urychlení výpočtů v rámci řešení náročných úloh z oblasti bioinformatiky a biomedicíny. Pro orientaci v následujících sekcích je zahrnut také stručný popis technologie OpenCL. Následuje popis úloh vhodných k paralelnímu zpracování a popis již existujících řešení. V praktické části diplomové práce je popsán softwarový návrh a výsledná implementace výpočtu šíření a simulace laseru v rámci tzv. plánování fototermální terapie pro platformu OpenCL. Tyto simulace využívají paralelizovatelných úloh typu Monte Carlo. Součástí je také popis kladů a záporů využití paralelního zpracování. V závěrečné části práce je implementované řešení porovnáno s alternativním původním řešením, dále pak tato sekce obsahuje informace o výkonu výsledného navrženého řešení a porovnání se sekvenční implementací problému.

Abstract:

Theoretical part of the thesis deals with the use of graphics cards and multi-core processors to accelerate calculations applicable in bioinformatics and biomedicine. For guidance in following sections, this part also includes a brief description of the technology OpenCL. Second part contains description of tasks suitable for parallel processing, and a description of existing solutions. Practical part of the thesis contains the software design and implementation of photon propagation and heat transfer in OpenCL. Final part is about implemented solutions and comparison with competitors. This section also contains information about the performance of the final solution.

Klíčová slova

OpenCL, GPU výpočty, šíření laseru, paralelní výpočty, vedení tepla, bioinformatika, plánování fototermální terapie

Keywords

GPU computing, Planning Photothermal therapy, laser beam propagation, parallel computing, thermal conduction, bioinformatics

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 28. 4. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 26. 5. 2016
• Vedoucí: Mgr. et Mgr. Rafael Doležal, Ph.D.

Univerzita Hradec Králové

Fakulta informatiky a managementu

Magisterský studijní program / obor:
Aplikovaná informatika / Aplikovaná informatika