Estudo de Desempenho de Duas Estratégias Paralelas Aplicadas ao Ajuste de Parâmetros de um Modelo Matemático da Esclerose Múltipla
Resumo
A Esclerose Múltipla (EM) é uma intrincada doença neurológica que pode ser melhor compreendida por meio de modelos matemáticoscomputacionais. Como todo modelo, seus parâmetros precisam ser ajustados para representar adequadamente resultados experimentais. A Evolução Diferencial Auto-Adaptativa é uma técnica de otimização que pode ser empregada para este propósito. Tais ajustes contudo possuem alto custo computacional, que pode ser reduzido com o empregado computação paralela. Este artigo apresenta um estudo de duas estratégias, OpenMP e CUDA, utilizadas para paralelizar o ajuste de parâmetros de um modelo EM.Referências
Biscani, F. and Izzo, D. (2020). A parallel global multiobjective framework for optimization: pagmo. Journal of Open Source Software, 5(53):2338.
Brest, J., Greiner, S., Bošković, B., Mernik, M., and Zumer, V. (2007). Self-adapting control parameters in differential evolution: A comparative study on numerical benchmark problems. Evolutionary Computation, IEEE Transactions on, 10:646 – 657.
de Paula, M. A. M., de Melo Quintela, B., and Lobosco, M. (2023). On the use of a coupled mathematical model for understanding the dynamics of multiple sclerosis. Journal of Computational and Applied Mathematics, 428:115163.
de Paula, M. A. M., Silva, G. G., Lobosco, M., and Quintela, B. M. (2023). Sensitivity analysis of a two-compartmental differential equation mathematical model of ms using parallel programming. In Computational Science – ICCS 2023: 23rd International Conference, Proceedings, Part II, page 714–721, Berlin, Heidelberg. Springer-Verlag.
Lombardo, M.C., et al (2017). Demyelination patterns in a mathematical model of multiple sclerosis. J. Math. Biol., 75(2):373–417.
Moise, N. and Friedman, A. (2021). A mathematical model of the multiple sclerosis plaque. J. Theor. Biol., 512:110532.
Rodríguez Murúa, S., Farez, M. F., and Quintana, F. J. (2022). The Immune Response in Multiple Sclerosis. Annu Rev Pathol, 17(1):121–139.
Song, Zi-Ye et al (2014). Peripheral blood T cell dynamics predict relapse in multiple sclerosis patients on fingolimod. PLoS One, 10(4):e0124923.
Storn, R. and Price, K. (1997). Differential evolution – a simple and efficient heuristic for global optimization over continuous spaces. Journal of Global Optimization, 11(4):341–359.
Brest, J., Greiner, S., Bošković, B., Mernik, M., and Zumer, V. (2007). Self-adapting control parameters in differential evolution: A comparative study on numerical benchmark problems. Evolutionary Computation, IEEE Transactions on, 10:646 – 657.
de Paula, M. A. M., de Melo Quintela, B., and Lobosco, M. (2023). On the use of a coupled mathematical model for understanding the dynamics of multiple sclerosis. Journal of Computational and Applied Mathematics, 428:115163.
de Paula, M. A. M., Silva, G. G., Lobosco, M., and Quintela, B. M. (2023). Sensitivity analysis of a two-compartmental differential equation mathematical model of ms using parallel programming. In Computational Science – ICCS 2023: 23rd International Conference, Proceedings, Part II, page 714–721, Berlin, Heidelberg. Springer-Verlag.
Lombardo, M.C., et al (2017). Demyelination patterns in a mathematical model of multiple sclerosis. J. Math. Biol., 75(2):373–417.
Moise, N. and Friedman, A. (2021). A mathematical model of the multiple sclerosis plaque. J. Theor. Biol., 512:110532.
Rodríguez Murúa, S., Farez, M. F., and Quintana, F. J. (2022). The Immune Response in Multiple Sclerosis. Annu Rev Pathol, 17(1):121–139.
Song, Zi-Ye et al (2014). Peripheral blood T cell dynamics predict relapse in multiple sclerosis patients on fingolimod. PLoS One, 10(4):e0124923.
Storn, R. and Price, K. (1997). Differential evolution – a simple and efficient heuristic for global optimization over continuous spaces. Journal of Global Optimization, 11(4):341–359.
Publicado
17/10/2023
Como Citar
SILVA, Gustavo G.; MOREIRA, Matheus A.; QUINTELA, Bárbara M.; LOBOSCO, Marcelo.
Estudo de Desempenho de Duas Estratégias Paralelas Aplicadas ao Ajuste de Parâmetros de um Modelo Matemático da Esclerose Múltipla. In: WORKSHOP DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA - SIMPÓSIO EM SISTEMAS COMPUTACIONAIS DE ALTO DESEMPENHO (SSCAD), 24. , 2023, Porto Alegre/RS.
Anais [...].
Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação,
2023
.
p. 57-64.
DOI: https://doi.org/10.5753/wscad_estendido.2023.235968.