Uma jornada além das estrelas

1. Uma Jornada ´ Alem das Estrelas ´ Uma Jornada Alem das Estrelas: Quando Dr. Sumrio ¸˜ Introducao Spock Conheceu o Python e o Design de alto Computacao cient´ﬁca ı ¸˜ n´vel ı Desempenho Design de Alto N´vel ı Princpio de Pareto Programao Orientada Eduardo S. Pereira a Objetos PYTHON com FORTRAN email: pereira.somoza@gmail.com/duducosmo@das.inpe.br Multiprocessing Dando Carga para as blog:http://gravywave.blogspot.com/ Baterias Simulando o Universo twitter: duducosmos na Web Fim 21/outubro/2010 ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

2. Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio ¸˜ Introducao 1 ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho Design de Alto 2 Design de Alto N´vel ı N´vel ı Princpio de Pareto Programao Orientada a Objetos 3 Fim PYTHON com FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

3. ¸˜ O que Computacao Cient´fica? ı Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio ¸˜ Introducao Computacao¸˜ ¸˜ Computacao Cient´fica sobre... ı cient´fica ı Desempenho ´ Construo de modelos matematicos; Design de Alto N´vel ı ´ ¸˜ ´ Desenvolvimento de tecnicas para solucoes numericas; Princpio de Pareto Programao Orientada a Objetos Analisar e resolver problemas cient´ficos; ı PYTHON com FORTRAN ...usando computador. Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

7. ¸˜ Comparacao de desempenho Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı http://www.scipy.org/PerformancePython/ Desempenho Design de Alto ¸˜ Uma comparacao entre NumPy, Pyrex, Psyco, Fortran (77 N´vel ı Princpio de Pareto ¸˜ and 90) e C++ para resolver a equacao de Laplace. Artigo Programao Orientada a Objetos originalmente escrito por Prabhu Ramachandran. PYTHON com FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

8. ¸˜ Comparacao de desempenho Uma Jornada ´ Alem das Estrelas http://www.scipy.org/PerformancePython/ Sumrio ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho Design de Alto N´vel ı Princpio de Pareto Programao Orientada a Objetos PYTHON com FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

9. Running Time Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio ¸˜ Introducao Regra do 80 - 20 Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho ´ ´ 20% do codigo consome 80% do tempo de calculo; Design de Alto Maquinas cada vez mais potentes, em termo de poder de N´vel ı Princpio de Pareto ´ calculo; Programao Orientada a Objetos PYTHON com ˜ Diﬁculdade de encontrar mao de obra especializada; FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Baterias O QUE FAZER? Simulando o Universo na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

13. Planejando antes de programar Uma Jornada ´ Alem das Estrelas ´ Gerando codigo esqueleto a partir do diagrama de classes Sumrio ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho Design de Alto N´vel ı Princpio de Pareto Programao Orientada a Objetos PYTHON com FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Figura: cosmo.dia, an example of class diagram for the basic Simulando o Universo na Web characteristics of a cosmological model. Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

14. Planejando antes de programar Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho ´ Gerando codigo esqueleto a partir do diagrama de classes Design de Alto N´vel ı Princpio de Pareto comando dia2code cosmo.dia -t Python Programao Orientada a Objetos PYTHON com FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

15. Planejando antes de programar Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio ¸˜ Introducao class cosmo : Computacao cient´ﬁca ı ¸˜ ””” C l a s s cosmo Desempenho ””” Design de Alto N´vel ı # Attributes : Princpio de Pareto self . omegam = 0.27 # ( r e a l ) Programao Orientada a Objetos self . omegab = 0.04 # ( r e a l ) PYTHON com FORTRAN self . omegal = 0.73 # ( r e a l ) Multiprocessing Dando Carga para as self .h = 0.73 # ( r e a l ) Baterias Simulando o Universo na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

16. Planejando antes de programar Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio def age ( self , z ): ¸˜ Introducao ””” f u n c t i o n age Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho self : Design de Alto N´vel ı z : real Princpio de Pareto Programao Orientada a Objetos PYTHON com returns real FORTRAN ””” Multiprocessing Dando Carga para as return None # s h o u l d r a i s e Baterias Simulando o Universo # NotImplementedError ( ) na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

17. Planejando antes de programar Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio def ascale ( self , z ): ¸˜ Introducao ””” f u n c t i o n a s c a l e Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho self : Design de Alto N´vel ı z : real Princpio de Pareto Programao Orientada a Objetos PYTHON com returns real FORTRAN ””” Multiprocessing Dando Carga para as return None # s h o u l d r a i s e Baterias Simulando o Universo # NotImplementedError ( ) na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

18. Planejando antes de programar Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio def rhom ( self , z ): ¸˜ Introducao ””” f u n c t i o n rhom Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho self : Design de Alto N´vel ı z : real Princpio de Pareto Programao Orientada a Objetos PYTHON com returns FORTRAN ””” Multiprocessing Dando Carga para as return None # s h o u l d r a i s e Baterias Simulando o Universo # NotImplementedError ( ) na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

19. Planejando antes de programar Uma Jornada ´ Alem das Estrelas def __init__ ( self , omegam = 0.27 , omegab = 0.24 , Sumrio omegal = 0.73 , h = 0.73): ¸˜ Introducao ””” f u n c t i o n i n i t Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho self : Design de Alto N´vel ı omegam : r e a l Princpio de Pareto Programao Orientada omegab : r e a l a Objetos PYTHON com omegal : r e a l FORTRAN h: real Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo returns na Web ””” Fim return None # s h o u l d r a i s e # NotImplementedError ( ) ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

20. Quando um velho bruxo aprende oﬁdioglossia Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio O FORTRAN - FORmula TRANslator- ainda vive. ¸˜ Introducao Computacao¸˜ comum escutar que python lento por ser interpretado, logo no cient´ﬁca ı Desempenho uso... Design de Alto N´vel ı Para solucionar esse problema, usa-se uma linguagem Princpio de Pareto compilada somente na parte critica; Programao Orientada a Objetos PYTHON com Faz-se uma funo ou subrotina em Fortran; FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Compilar e encapsular usando f2py - Integrada com numpy; Baterias Simulando o Universo na Web O import ocorre normalmente; Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

25. oi Uma Jornada ´ Alem das Estrelas C FILE hiword .f Sumrio subroutine hiword (a ,b) ¸˜ Introducao Computacao¸˜ real*8 a ,b cient´ﬁca ı Desempenho cf2py intent(in) a Design de Alto cf2py intent(out) b N´vel ı b = a*a Princpio de Pareto Programao Orientada write(6 ,*) ’b = ’,b , ’, a = ’,a a Objetos PYTHON com return FORTRAN Multiprocessing end Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web $ f2py -c hiword.f -m hiword Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

26. oi Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio import hiword ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı print hiword . __doc__ Desempenho #>> T h i s module ’ h i w o r d ’ i s Design de Alto N´vel ı #>> a u t o −g e n e r a t e d w i t h f 2 p y ( v e r s i o n : 2 ) . Princpio de Pareto Programao Orientada #>>F u n c t i o n s : a Objetos PYTHON com #>> b = h i w o r d ( a ) FORTRAN hiword . hiword (5) Multiprocessing Dando Carga para as #>> b =25.000000000000000 , a = 5 . 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Baterias Simulando o Universo # >>25.0 na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

27. ´ Maquinas Multicore Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho ¸˜ ´ otimizacao de calculos Design de Alto N´vel ı ¸˜ ´ O uso de multiprocessing para otimizacao de calculos em Princpio de Pareto Programao Orientada ´ maquinas multicore. a Objetos PYTHON com FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

28. ´ Maquinas Multicore Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho ¸˜ ´ otimizacao de calculos Design de Alto xf N´vel ı Princpio de Pareto f (x) = g(x, k)dk, (1) Programao Orientada a(x) a Objetos PYTHON com FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

29. ´ Maquinas Multicore Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho ¸˜ ´ otimizacao de calculos Design de Alto N´vel ı g(x, k) nao e separavel; ˜ ´ ´ Princpio de Pareto Programao Orientada [x0 , x f ] a Objetos PYTHON com FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

30. ´ Maquinas Multicore Uma Jornada ´ Alem das Estrelas ¸˜ ´ otimizacao de calculos Sumrio ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho Design de Alto N´vel ı Princpio de Pareto Programao Orientada a Objetos PYTHON com Figura: ppvector, a Python module for construction of parallel scientiﬁc FORTRAN Multiprocessing code in a multi-core machine. Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web https: Fim //duducosmos@github.com/duducosmos/ppvector.git ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

31. ´ Maquinas Multicore Uma Jornada ´ Alem das Estrelas import m u l t i p r o c e s s i n g as mpg Sumrio from p p v e c t o r import p p v e c t o r ¸˜ Introducao from s c i p y . i n t e g r a t e import romberg Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho np=10000; zmax = 2 0 . 0 ; d e l t a z =zmax / np Design de Alto N´vel ı g= mpg . A r r a y ( ’ d ’ , [ 0 f o r i i n range ( np ) ] ) Princpio de Pareto #o d i n d i c a precisao sdupla z= mpg . A r r a y ( ’ d ’ , [ zmax− i ∗ d e l t a z f o r i i n range ( np ) ] ) Programao Orientada a Objetos PYTHON com FORTRAN # Defini−se a funcao que i r a c a l c u l a r os pontos do Multiprocessing Dando Carga para as # v e t o r I n t e em p a r a l e l o Baterias Simulando o Universo #k e o ponto do v e t o r onde se i n i c i a o c a l c u l o na Web #E e o tamanho do s u b i n t e r v a l o do v e t o r a se r calculado Fim #n e o numero do processo ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

32. ´ Maquinas Multicore Uma Jornada ´ Alem das Estrelas def f ( x ) : Sumrio r e t u r n x ∗∗ 2.0 ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı def f u n ( k , E , n ) : Desempenho p r i n t ’ Esse e o processo : ’ , n Design de Alto N´vel ı k2=k+E g [ k : k2 ] = ( romberg ( f , z [ i ] , 2 0 . 0 ) Princpio de Pareto Programao Orientada a Objetos PYTHON com f o r i i n range ( k , k2 + 1 ) ) FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web C1= p p v e c t o r ( np , f u n ) #Cria−se uma i n s t a c i a Fim C1 . runProcess ( ) # Ativa o metodo que c a l c u l a em p a r a l e l o . ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

33. Pacotes essenciais Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio Numpy, Scipy, Matplotlib, Scientific Python, MayaVi ¸˜ Introducao ´ Numpy : Trabalhar com algebra matricial; Computacao¸˜ cient´fica ı Desempenho ´ ¸˜ ¸˜ ¸˜ Scipy : diversos metodos de integracao, Otimizacao, Solucao Design de Alto ¸˜ de Equacoes Diferencias; N´vel ı Princpio de Pareto ´ Matplotlib : Gerar Graficos 2D e 3D simples; Programao Orientada a Objetos PYTHON com Scientific Python: Permite trabalhar com vetores de forca e ¸ FORTRAN Multiprocessing ¸˜ ´ programacao em Paralelo usando metodo BSP - Evita Dando Carga para as Baterias DeadLock; Simulando o Universo na Web ´ MayaVi : Graficos 3D sofisticados. Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

38. Escrevendo Matrizes no Banco de Dados -Usando DAL Web2Py Uma Jornada ´ Alem das Estrelas #Usando o DAL do web2py : Sumrio from gluon import DAL ¸˜ Introducao from numpy import a r r a y Computacao cient´ﬁca ı ¸˜ from c S t r i n g I O import S t r i n g I O Desempenho import s c i p y . i o as i o Design de Alto N´vel ı Princpio de Pareto db=DAL( ’ s q l i t e : / / temporaio . db ’ ) db . d e f i n e t a b l e ( ’ dados ’ , Programao Orientada a Objetos F i e l d ( ’ Parametro ’ ) , PYTHON com FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Field ( ’ Matriz ’ ) ) Baterias Simulando o Universo na Web x= a r r a y ( [ [ 1 , 2 , 3 ] , [ 5 , 6 , 7 ] , [ 8 , 9 , 0 ] ] ) Fim output=StringIO ( ) ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

39. Escrevendo Matrizes no Banco de Dados -Usando DAL Web2Py Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio # Incerindo matriz e i d e n t i f i c a d o r ¸˜ Introducao # da mesma no banco de dados . Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho i o . mmwrite ( o u t p u t , x , Design de Alto comment= ’ i s s o e um t e s t e ’ , N´vel ı Princpio de Pareto f i e l d = ’ real ’ ) Programao Orientada a Objetos db . dados . i n s e r t ( Parametro= ’ P r i m e i r a ’ , PYTHON com FORTRAN Matriz=output . getvalue ( ) ) Multiprocessing Dando Carga para as Baterias db . commit ( ) Simulando o Universo na Web o u t p u t . c l o s e ( ) #Limpa o b u f f e r Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

40. Escrevendo Matrizes no Banco de Dados -Usando DAL Web2Py Uma Jornada ´ Alem das Estrelas #Usando o DAL do web2py : from gluon import DAL Sumrio from numpy import a r r a y ¸˜ Introducao Computacao¸˜ from c S t r i n g I O import S t r i n g I O cient´ﬁca ı Desempenho import s c i p y . i o as i o Design de Alto N´vel ı Princpio de Pareto # Selecionando matriz de um banco de dados . Programao Orientada MM = db ( db . dados . Parametro== ’ P r i m e i r a ’ ) . s e l e c t ( ) [ 0 ] a Objetos PYTHON com FORTRAN Multiprocessing T3=MM. M a t r i z Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web I n p u t = S t r i n g I O ( T3 ) Fim X4= i o . mmread ( I n p u t ) I n p u t . c l o s e ( ) #Limpa o B u f f e r ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

41. Graviton Perturbation Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho Design de Alto N´vel ı Princpio de Pareto Programao Orientada a Objetos PYTHON com FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

42. FIM Uma Jornada ´ Alem das Estrelas Sumrio ¸˜ Introducao Computacao¸˜ cient´ﬁca ı Desempenho Grato Design de Alto N´vel ı Princpio de Pareto Programao Orientada a Objetos PYTHON com MUITO OBRIGADO FORTRAN Multiprocessing Dando Carga para as Baterias Simulando o Universo na Web Fim ´ Uma Jornada Alem das Estrelas

Uma jornada além das estrelas

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Destaque

Destaque (7)

Semelhante a Uma jornada além das estrelas

Semelhante a Uma jornada além das estrelas (9)

Mais de Eduardo S. Pereira

Mais de Eduardo S. Pereira (20)

Uma jornada além das estrelas