23.8.2019
Doktorsavhandling i datateknik/programvaruproduktion
MSc Jesús Carabaño Bravos doktorsavhandling i datateknik/programvaruproduktion framläggs till offentlig granskning fredag 30.8.2019 vid fakulteten för naturvetenskaper och teknik vid Åbo Akademi.
Avhandlingen heter A Compiler Approach to Map Algebra for Raster Spatial Modeling.
Tre ämnen utgör bakgrunden till denna avhandling: Modellering och simulering, som möjliggör ett digitalt laboratorium där man kan studera rumsliga fenomen; fjärranalysteknik som numera genererar mycket stora volymer spatiotemporal data; och moderna datorer, vilka ger petaflopprestanda via parallella och heterogena arkitekturer. Mer data möjliggör bättre modeller, men medför också fler beräkningar, vilket i sin tur kräver parallella datorer. Parallella datorer utlovar högre prestanda, men deras komplexa programmering påverkar både produktivitet och portabilitet. Detta ger upphov till en konflikt mellan exekveringshastighet, utvecklingssvårighet och portabilitet hos datormodeller.
I denna avhandling föreslår vi en kompilatormetod for kartalgebra som ger en produktiv och portabel programutvecklingsmiljö med hög prestanda där man kan modellera rumsliga fenomen och simulera deras dynamik. Modellerare skriver sekventiella skript i kartalgebraformalism, ett språk för rumslig analys med raster. Kompilatorn analyserar sedan skripten för att generera parallella koder som löper effektivt på moderna heterogena arkitekturer. Noteras bör att skripten skrivs en gång och översätts automatiskt till måldatorarkitekturen, genom vilket man uppnår portabilitet.
För att testa vår hypotes bygger vi en prototypkompilator och utvärderar typiska kartalgebraiska arbetsmängder. Våra experiment gav tre klara utfall: (1) Kompilatormetoden kan hantera stora datamängder även när dessa överstiger datorminnet, (2) prestandan är konkurrenskraftig eftersom kompilatorn ger stor prestandaökning jämfört med tolkad kartalgebra och (3) kompileringsprocessen är enkel för modellerare och därför användarvänlig. Sammanfattningsvis uppfyller en kartalgebrakompilator de nödvändiga egenskaperna för en praktisk modellering och simulering av rumsfenomen med rasterdata, och blir följaktligen ett värdefullt verktyg för modellerare.
Jesús Carabaño Bravo disputerar fredagen den 30 augusti 2019 kl. 13 i Auditorium XX, Agora, Vattenborgsvägen 5, Åbo. Opponent är docent Oliver Schmitz, Universiteit Utrecht, Nederländerna och kustos är professor Jan Westerholm, Åbo Akademi.
Jesús Carabaño Bravo är född 6.5.1990 i Córdoba, Spanien. Han avlade studentexamen 2008 vid IES Luis Carrillo de Sotomayor, Córdoba och MSc-examen 2014 vid University of Granada, Spanien.
Jesús Carabaño Bravo kan vid behov nås per telefon 044 912 6939 eller e-post jcaraban@abo.fi.
Klicka på bilden för att få fram en tryckduglig version.
Bilden får fritt användas av medierna.
Klicka här för Åbo Akademis elektroniska doktorsavhandlingar i Doria.