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Enregistrement W4399828452 · doi:10.32920/26052688

Solving Binary Integer Programing Problems With Balas' Additive Algorithm Using Graphics Processing Units

2024· preprint· en· W4399828452 sur OpenAlexaff
Joseph Glover

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueScheduling and Optimization Algorithms
Établissements canadiensToronto Metropolitan UniversityYork University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésInteger (computer science)GraphicsBinary numberInteger programmingComputer scienceAlgorithmArithmeticComputer graphics (images)MathematicsProgramming language

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

<p>This thesis seeks to determine if Balas' additive algorithm for solving Binary Integer Programming (BIP) problems benefits from parallel processing. It establishes serial implementations of a subproblem form and bookkeeping form of Balas' algorithm that introduce new branching rules, memory compaction schemes, fathoming rules and a record keeping method. Parallel implementations of the subproblem and bookkeeping algorithms are developed that use Graphics Processing Units (GPUs) as the parallel platform. The parallel work proceeds in three stages. The first stage involves the parallelization of subproblems with batches of nodes from a branch-and-bound tree being solved simultaneously on a GPU. The second stage involves the parallel exploration of many subtrees from a single branch-and-bound tree using a bookkeeping scheme and a work stealing technique. The third stage involves deploying the subproblem and bookkeeping approaches in a multi-GPU environment to study how the techniques scale with additional hardware resources. The serial Balas' work revealed that ordering BIP variables by their coefficient values delivers benefits in the form of accelerated branching, memory compaction and efficient record keeping. The parallel subproblem form of Balas' was the best performing parallel algorithm and delivered speedups of up to 1670x through the application of the serial innovations and GPU techniques such as memory coalescing and streaming. Despite these performance gains the subproblem form is limited by memory issues on the CPU that prevent the algorithm from solving very large problems. The parallel bookkeeping form of Balas' demonstrated speedups up to 217x thanks to a work stealing technique that balances work load across parallel processors. However, the bookkeeping algorithm suffers from code divergence on the GPU that degrades its parallel performance. In the multi-GPU environment, the performance of the subproblem algorithm scales with additional resources while the bookkeeping form’s performance improves only marginally. Despite its memory issues, the parallel subproblem form of Balas’ delivers orders-of-magnitude improvements in execution times compared to its serial analogue and is the dominant technique in this thesis.</p>

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,102
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,002
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,021
Tête enseignante GPT0,241
Écart entre enseignants0,220 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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