00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IC - INSTITUTO DE COMPUTAÇÃO Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IC
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Tipo: Dissertação
Título: Especificação semântica de LaND: uma linguagem para o método das diferenças finitas
Título(s) alternativo(s): Specification semantics of LaND: a language for finite difference method
Autor(es): Pinto, Fernando Antônio Dantas Gomes
Primeiro Orientador: Almeida, Eliana Silva de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Pereira, Leonardo Viana
metadata.dc.contributor.referee1: Barbirato, João Carlos Cordeiro
metadata.dc.contributor.referee2: Martins, Carlos Bazílio
Resumo: Ciência e Engenharia Computacional (CSE) é uma disciplina relativamente nova que lida com o desenvolvimento e aplicação de modelos computacionais e simulações, muitas vezes associada à computação de alto desempenho. A utilização efetiva de métodos de CSE apresenta uma barreira para engenheiros e cientistas, sua falta de formação específica em algoritmos, estruturas de dados, programação paralela e computação de alto desempenho. Muitas linguagens artificiais, de propósito geral ou específico, têm sido desenvolvidas; Matlab, Scilab e as bibliotecas de programação numéricas Basic Linear Algebra Subprograms(BLAS), LINPACK, EISPACK, LAPACK e ScaLAPACK são alguns exemplos. Na maioria dos casos o próprio engenheiro ou cientista desenvolve, em linguagem de programação específica, o software que atende as suas necessidades. O problema deste modelo está no esforço que é transferido ao usuário no desenvolvimento destes algoritmos. Além de ter que conhecer o domínio do problema e o método numérico a ser utilizado, ele deverá tratar do desenvolvimento do programa computacional, implementando o algoritmo para solução do problema. O objetivo deste trabalho é apresentar a especificação semântica formal de LaND - Language of Numerical Discretization, uma linguagem artificial capaz de minimizar a complexidade no desenvolvimento do software científico para os problemas que envolvem simulações a partir das Equações Diferenciais Parciais com o Método das Diferenças Finitas. O pressuposto neste trabalho é que o estudante, engenheiro ou pesquisador deve apenas se preocupar com os aspectos inerentes à solução dentro do domínio de um problema, deixando a cargo da ferramenta a geração automática do programa equivalente. Esta é uma proposta inicial do modelo com foco nos problemas hiperbólicos de segunda ordem com a malha computacional geometricamente uniforme. A abordagem está fundamentada por técnicas formais da computação como a Semântica Denotacional, responsável pelo mapeamento dos objetos matemáticos presentes no modelo de aproximação numérica, dando significado a estas construções, e Communicating Sequential Processes (CSP), um formalismo utilizado para descrever os padrões de comunicação entre os nós da malha computacional.
Abstract: Computer Science and Engineering (CSE) is a relatively new subject. It deals with applying and developing computer models and simulations, and it is often associated to high-performance computing. Using CSE methods effectively is currently an obstacle to engineers, due to their lack of specific training in algorithms, data structures, parallel programming and highperformance computing. Many artificial languages, either general or specific, have been recently developed: Matlab, Scilab and the numeric programming libraries Basic Linear Algebra Subprograms (BLAS), LINPACK, EISPACK, LAPACK and ScaLAPACK for instance. Generally, the engineer or scientist develops on their own a specific programming language, a software to meet their needs. The problem found within this process is the struggle transferred to the user as a consequence of these algorithms development. Besides the need to have total control over the problem and numeric method in question, they must deal with the development of the computer program implementing the algorithm for the problem resolution. The objective here is to present the formal semantic specifications for LaND - Language of Numerical Discretization, an artificial language able to reduce the complexity of scientific software development for problems involving Partial Differential Equations simulations with Finite Difference Methods. It is assumed the student, engineer or researcher only concern should be the inherent aspects of the solution within a certain problem, leaving the automatic generation of an equivalent program to the tool. This is a initial model proposal with focus on second-order hyperbolic problems with geometrically uniform computational mesh. Our approach is based on formal techniques of computing, such as denotational semantics, responsible for the mapping the mathematical objects in the numerical approximation model, giving meaning to these structures, and Communicating Sequential Processes (CSP), a formalism used to describe the communication patterns within the computational mesh.
Palavras-chave: Computação semântica
Diferenças finitas
Semantic computing
Finite differences
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional de Conhecimento
Citação: PINTO, Fernando Antônio Dantas Gomes . Especificação semântica de LaND: uma linguagem para o método das diferenças finitas. 2013. 71 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional de Conhecimento) - Instituto de Computação, Programa de Pós Graduação em Modelagem Computacional de Conhecimento, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2013.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/2100
Data do documento: 20-dez-2013
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