Técnicas de otimização computacional aplicadas a um programa de simulação de ondas marítimas

Abstract

Resumo: Técnicas de otimização computacional e programação paralela tem como principal objetivo a melhora da performance de programas (aplicações) computacionalmente intensivos. O programa FUNWAVE é amplamente utilizado no mundo da engenharia costeira para a simulação numérica de problemas relacionados a propagação de ondas aquáticas em regiões costeiras, através da implementação de modelos do tipo Boussinesq. Entretanto, a simulação precisa de fenômenos reais de larga escala pode se tornar computacionalmente muito cara, exigindo uma grande quantidade de recursos computacionais e de tempo de processamento. No presente trabalho, técnicas de otimização e paralelização são aplicadas a este pro- grama, objetivando a melhora da sua performance na execução de modelos de larga escala. Uma melhora no desempenho serial do programa é obtida através da utilização de técnicas manuais de otimização bastante conhecidas e difundidas na computação de alto desempenho. A paralelização é aplicada através da utilização da biblioteca padrão OpenMP, responsável pela paralelização de aplicações em sistemas de memoria compartilhada. Os resultados das otimizações são comparados através da execução de exemplos clássicos de simulação de ondas pelo programa, utilizando o cluster SGI R ? ALTIX R ? XE 1300, propriedade da Universidade Federal do Paraná. Através das otimizações efetuadas pelo presente trabalho, o tempo de execução do programa é reduzido para menos de um quinto do tempo de execução inicial.