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000064281 001__ 64281 000064281 005__ 20220422220827.0 000064281 0247_ $$2Laufende Nummer$$a30916 000064281 0247_ $$2URN$$aurn:nbn:de:hbz:82-opus-37668 000064281 0247_ $$2HSB$$a999910058220 000064281 0247_ $$2OPUS$$a3766 000064281 037__ $$aRWTH-CONV-125614 000064281 041__ $$aGerman 000064281 082__ $$a004 000064281 1001_ $$0P:(DE-82)009118$$aWolf, Andreas$$b0$$eAuthor 000064281 245__ $$aEin Softwarekonzept zur hierarchischen Parallelisierung von stochastischen und deterministischen Inversionsproblemen auf modernen ccNUMA-Plattformen unter Nutzung automatischer Programmtransformation$$cvorgelegt von Andreas Wolf$$honline, print 000064281 246_3 $$aA software conception for hierarchical parallelizing of stochastic and deterministic inverse problems on modern ccNUMA systems and the use of automated program transformation$$yEnglish 000064281 260__ $$aAachen$$bPublikationsserver der RWTH Aachen University$$c2011 000064281 300__ $$aII, 137 S. : graph. Darst. 000064281 3367_ $$0PUB:(DE-HGF)11$$2PUB:(DE-HGF)$$aDissertation / PhD Thesis$$bphd$$mphd 000064281 3367_ $$02$$2EndNote$$aThesis 000064281 3367_ $$2DRIVER$$adoctoralThesis 000064281 3367_ $$2BibTeX$$aPHDTHESIS 000064281 3367_ $$2DataCite$$aOutput Types/Dissertation 000064281 3367_ $$2ORCID$$aDISSERTATION 000064281 500__ $$aZsfassung in dt. und engl. Sprache 000064281 502__ $$aAachen, Techn. Hochsch., Diss., 2011$$gFak01$$o2011-06-10 000064281 5203_ $$aDas hier vorgestellte Softwarekonzept befasst sich hauptsächlich mit der Unterstützung eines fortschreitenden Software-Entwicklungsprozesses. Dabei wurde der Bedarf nach Hochleistungs-Simulationssoftware genauso berücksichtigt wie eine überwiegende Nutzbarkeit der Software während des Entwicklungsprozesses. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit allen sich daraus ergebenden Anforderungen und deren Lösung durch verschiedene Software-Techniken und Strategien. Im Detail handelt es sich um eine schnelle Erweiterbarkeit des Simulationsprogramms, einer Unterstützung von stochastischen und deterministischen Verfahren zur Lösung von Inversionsproblemen und Unterstützung moderner ccNUMA-Rechnerarchitekturen. Besonders die deterministischen Verfahren sind auf die Berechnung von Ableitungen angewiesen. Dafür wird die Technik des automatischen Differenzierens eingesetzt, mit der effizienter Code zur Berechnung von Ableitungen auf Basis einer automatisierten Programm-Transformation erzeugt wird. In dieser Arbeit wird einerseits aufgrund der komplexen Zusammenhänge eine Software-Technik angewendet und beschrieben, um die Programmcode-Transformationen wesentlich zu erleichtern. Andererseits werden verschiedene hierarchische Parallelisierungs-Strategien analysiert und verglichen, um eine effiziente Lösung für das Hochleistungsrechnen zu erzielen. Die beschriebenen Software-Techniken wurden in Verbindung mit einer mehrstufigen OpenMP-Parallelisierung an einem hydro-geothermalen Simulationsprogramm beispielhaft umgesetzt. Numerische Experimente belegen, dass die bevorzugte Parallelisierungs-Strategie effizient ist und die beispielhafte Anwendung der beschriebenen Software-Technik zeigt, dass sie praktikabel und robust ist.$$lger 000064281 520__ $$aThis thesis introduces a software concept to support proceeding software development processes. The concept considers not only the demand for high performance simulation software but also the maximal possible usability of the software during the development process. It addresses the resulting requirements and proposes different techniques and strategies to fulfill them. More precisely, the requirements are the fast extensibility of the simulation software, the support for stochastic as well as deterministic methods for solving inverse problems, and the support for ccNUMA capabilities of modern computer architectures. In particular any deterministic method makes necessary the computation of derivatives. These derivatives are computed by techniques of automatic differentiation. These techniques are based on an automated program transformation, generating efficient code for the computation of derivatives. The new contributions of this thesis are as follows. On the one hand, the proposed software techniques alleviate the handling of the complex dependencies between the various requirements and considerably simplify the involved program transformations. On the other hand, different hierarchical parallelization strategies are introduced providing an efficient solution for inverse problems on high-performance computing platforms. The novel software techniques are illustrated in the context of a real-world hydro-geothermal simulation code involving a multilevel OpenMP parallelization. Numerical experiments indicate that the proposed parallelization strategy is efficient and that the new software techniques are feasible and robust.$$leng 000064281 591__ $$aGermany 000064281 650_7 $$2SWD$$aParallelverarbeitung 000064281 650_7 $$2SWD$$aOpenMP 000064281 650_7 $$2SWD$$aParallelisierung 000064281 650_7 $$2SWD$$aProgrammtransformation 000064281 650_7 $$2SWD$$aAutomatische Differentiation 000064281 650_7 $$2SWD$$aInverse Methode 000064281 650_7 $$2SWD$$aStochastische Optimierung 000064281 650_7 $$2SWD$$aDeterministische Optimierung 000064281 653_7 $$aInformatik 000064281 653_7 $$2ger$$accNUMA 000064281 653_7 $$2ger$$ahierarchische Parallelisierung 000064281 653_7 $$2ger$$aOpenMP-hiding 000064281 653_7 $$2eng$$anested OpenMP 000064281 653_7 $$2eng$$amulti-level parallelisation 000064281 7001_ $$0P:(DE-82)003917$$aBischof, Christian$$b1$$eThesis advisor 000064281 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/64281/files/3766.pdf 000064281 909CO $$ooai:publications.rwth-aachen.de:64281$$pVDB$$pdriver$$purn$$popen_access$$popenaire$$pdnbdelivery 000064281 915__ $$0StatID:(DE-HGF)0510$$2StatID$$aOpenAccess 000064281 9201_ $$0I:(DE-82)616400_20140620$$k616400$$lE.ON Energy Research Center$$x0 000064281 9201_ $$0I:(DE-82)532610_20140620$$k532610$$lLehrstuhl für Applied Geophysics and Geothermal Energy (E.ON Energy Research Center)$$x1 000064281 9201_ $$0I:(DE-82)123010_20140620$$k123010$$lLehrstuhl für Informatik 12 (Hochleistungsrechnen)$$x2 000064281 9201_ $$0I:(DE-82)530000_20140620$$k530000$$lFachgruppe für Geowissenschaften und Geographie$$x3 000064281 9201_ $$0I:(DE-82)120000_20140620$$k120000$$lFachgruppe Informatik$$x4 000064281 961__ $$c2014-06-12$$x2011-09-27$$z2012-02-20 000064281 970__ $$aHT016974988 000064281 980__ $$aphd 000064281 980__ $$aI:(DE-82)616400_20140620 000064281 980__ $$aI:(DE-82)532610_20140620 000064281 980__ $$aI:(DE-82)123010_20140620 000064281 980__ $$aI:(DE-82)530000_20140620 000064281 980__ $$aI:(DE-82)120000_20140620 000064281 980__ $$aVDB 000064281 980__ $$aUNRESTRICTED 000064281 980__ $$aConvertedRecord 000064281 980__ $$aFullTexts 000064281 9801_ $$aFullTexts