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Private GIT Repository
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[ThesisAhmed.git] / entete.tex
1 %% Use the standard UP-methodology class
2 %% with French language and Book layout.
3 %%
4 %% Change the 'book' option below to 'report'
5 %% if you want to use a report style (see your LaTeX
6 %% documention about the different between a report
7 %% and a book class).
8 %%
9 %% You may also specify 'twoside' or 'oneside' option.
10 %% By default 'book' is two-sided and 'report' is one-sided.
11 %%
12 %% See the documentation tex-upmethodology on
13 %% http://www.arakhne.org/tex-upmethodology/
14 %% for details about the macros that are provided by the class and
15 %% to obtain the list of the packages that are already included. 
16 %\documentclass[french,book,nopubpage,nodocumentinfo]{upmethodology-document}
17
18  %\documentclass[french,book,nopubpage,nodocumentinfo]{spimufcphdthesis}
19 \documentclass[english, book,nopubpage,nodocumentinfo]{spimufcphdthesis}
20 %%--------------------
21 \usepackage[acronym,smallcaps]{glossaries}
22 \newcommand{\abbrlabel}[1]{\makebox[2cm][l]{\textbf{#1}\ \dotfill}}
23 \newenvironment{abbreviations}{\begin{list}{}{\renewcommand{\makelabel}{\abbrlabel}}}{\end{list}}
24 \usepackage{tabularx}
25 \usepackage[utf8]{inputenc}
26 \usepackage{enumerate}
27 \usepackage[english]{babel}
28 %\usepackage[french]{babel}
29 \usepackage{booktabs}
30 %\usepacke{subfig}
31 \usepackage{multirow}
32 \usepackage{array}
33 \usepackage{picture}
34 \usepackage[section]{placeins}
35 \usepackage{float}
36 \usepackage{afterpage}
37 \usepackage{commath}
38 \usepackage[autolanguage,np]{numprint}
39
40 %\usepackage{algorithm2e} 
41 \newcommand\blankpage{%
42     \null
43     \thispagestyle{empty}%
44     \addtocounter{page}{-1}%
45     \newpage}
46
47 \def\setgrouptext#1{\gdef\grouptext{#1}}
48 \newenvironment{groupeditems}{\begin{displaymath}\left.\vbox\bgroup\setgrouptext}{%
49   \egroup\right\rbrace\hbox{\grouptext}\end{displaymath}}
50
51 \newcommand*\rot{\rotatebox{90}}
52 \newcommand*\OK{\ding{51}}
53
54 \newcommand{\mcrot}[4]{\multicolumn{#1}{#2}{\rlap{\rotatebox{#3}{#4}~}}} 
55
56 \newcommand*{\twoelementtable}[3][l]%
57 {%  
58     \renewcommand{\arraystretch}{0.8}%
59     \begin{tabular}[t]{@{}#1@{}}%
60         #2\tabularnewline
61         #3%
62     \end{tabular}%
63 }
64
65
66
67
68 %%--------------------
69 %% Use the style dedicated to PhD thesis from SPIM-UFC
70 \UseExtension{spimufcphdthesis}
71
72
73 %%--------------------
74 %% Set the title, subtitle, defense date, and
75 %% the registration number of the PhD thesis.
76 %% The optional parameter is the subtitle of the PhD thesis.
77 %% The first mandatory parameter is the title of the PhD thesis.
78 %% The second mandatory parameter is the date of the PhD defense.
79 %% The third mandatory parameter is the reference number given by the University Library after the PhD defense.
80 %\declarethesis[Sous-titre]{Titre}{17 septembre 2012}{XXX}
81 \declarethesis{Energy Consumption Optimization of Parallel Applications with Iterations using CPU Frequency Scaling}{Date}{21306697}
82  
83 %%--------------------
84 %% Set the author of the PhD thesis
85 %%\addauthor[email]{Prénom}{Nom}
86 \addauthor[ahmed.fanfakh_badri_muslim@univ-fcomte.fr]{Ahmed Badri Muslim}{Fanfakh}
87
88  \iffalse
89 %%--------------------
90 %% Add a member of the jury
91 %% \addjury{Firstname}{Lastname}{Role in the jury}{Position}
92 \addjury{...}{...} {...}{...}
93 %\addjury{Ye-Qiong}{SONG}{Reviewer} {Professor at University of Lorraine}
94 %\addjury{Hamida}{SEBA}{Reviewer}{Associate Professor (HDR) at University of Claude Bernard Lyon1}
95 %\addjury{x4}{y4}{Examiner}{Professor at University of}
96 %\addjury{Raphaël}{Couturier}{Supervisor}{Professor at University of Franche-Comt\'e}
97 %\addjury{Karine}{Deschinkel}{Co-Supervisor}{Assistant Professor at University of Franche-Comt\'e}
98 %\addjury{Michel}{Salomon}{Co-Supervisor}{Assistant Professor at University of Franche-Comt\'e}
99 \fi
100 % \addjury {} {Prof Ye-Qiong SONG} {University of Lorraine} {Reviewer}
101 %\addjury{} {Assoc Prof Hamida SEBA (HDR)} {University of Claude Bernard Lyon1} {Reviewer}
102 %\addjury {}{Prof Sylvain CONTASSOT-VIVIER} {University of Lorraine} {Examiner}
103 \addjury {} {Prof Raphaël Couturier} {University of Franche-Comt\'e} {Supervisor}
104 \addjury {} {Asst Prof Jean-Claude Charr} {University of Franche-Comt\'e} { Co-supervisor}
105 %\addjury {} {Asst Prof Michel Salomon} {University of Franche-Comt\'e} {Co-supervisor}
106  
107  
108 % Supervisors:\\
109 %Committee:\\
110 %%--------------------
111 %% Set the English abstract
112 \thesisabstract[english]{ This thesis, presents the algorithms developed  to optimize the energy consumption  
113 and the performance of  synchronous and asynchronous message passing  applications with iterations  running over clusters or grids.  The energy consumption and performance models for each type of parallel  application predicts its execution time and energy consumption for any selected frequency 
114 according to the characteristics of both the application  and  the  architecture executing this application.
115
116
117 The contribution of this thesis can be divided into three parts: Firstly, optimizing the trade-off between 
118 the energy consumption and the performance of the message passing applications with synchronous iterations 
119 running over homogeneous clusters. Secondly, adapting the energy and performance models to heterogeneous platforms where each node can have different specifications such as computing power, energy consumption, available frequency gears or network's latency and bandwidth. The frequency scaling algorithm was also modified to suit the heterogeneity of the platform. Thirdly, the models and the frequency scaling algorithm were completely rethought to take into considerations the asynchronism in the communication and computation. 
120 All these models and algorithms were applied to message passing applications with iterations and evaluated 
121 over either SimGrid simulator or Grid'5000 platform. The experiments showed that the proposed algorithms are 
122 efficient and outperform existing methods such as the energy and delay product. They also introduce a small 
123 runtime overhead and work online without any training or profiling. 
124
125
126 }
127
128 \thesiskeywords[english]{Dynamic voltage and frequency scaling, Grid computing,  Energy optimization, parallel applications with iterations  and online frequency scaling algorithm. }
129
130  \vspace{-5cm}
131 %%--------------------
132 %% Set the French abstract
133 \thesisabstract[french]{Cette thèse présente des algorithmes développés pour optimiser la consommation d'énergie et les performances des applications parallèles avec des itérations synchrones et asynchrones sur des clusters ou des grilles. Les modèles de consommation d'énergie et de performance proposés pour chaque type d'application parallèle permettent de prédire le temps d'exécution et la consommation d'énergie d'une application pour toutes les fréquences disponibles. La contribution de cette thèse peut être divisé en trois parties. Tout d'abord, il s'agit d'optimiser le compromis entre la consommation d'énergie et les performances des applications parallèles avec des itérations synchrones sur des clusters homogènes. Deuxièmement, nous avons adapté les modèles de performance énergétique aux plates-formes hétérogènes dans lesquelles chaque noeud peut avoir des spécifications différentes telles que la puissance de calcul, la consommation d'énergie, différentes fréquences de fonctionnement ou encore des latences et des bandes passantes réseaux différentes. L'algorithme d'optimisation de la fréquence CPU a également été modifié en fonction de l'hétérogénéité de la plate-forme. Troisièmement, les modèles et l'algorithme d'optimisation de la fréquence CPU ont été complètement repensés pour prendre en considération les spécificités des algorithmes itératifs asynchrones.
134 Tous ces modèles et algorithmes ont été appliqués sur des applications parallèles utilisant la bibliothèque MPI et ont été exécutés avec le simulateur Simgrid ou sur la plate-forme Grid'5000. Les expériences ont montré que les algorithmes proposés sont plus efficaces que les méthodes existantes. Ils n’introduisent qu’un faible surcoût et ne nécessitent pas de profilage au préalable car ils sont exécutés au cours du déroulement de l’application.
135 }
136
137 \thesiskeywords[french]{l'ajustement dynamique de la tension et de la fréquence d'un processeur, Grille de calcul,  Optimisation de l'énergie, applications parallèles avec des itérations et 
138 en ligne algorithme fréquence ajustement.
139 }
140
141   
142 %%--------------------
143 %% Change the speciality of the PhD thesis
144 %\Set{speciality}{Informatique}
145
146  
147 %%--------------------
148 %% Change the institution
149 %\Set{universityname}{Universit\'e de Technologie de Belfort-Montb\'eliard}
150
151  
152 %%--------------------
153 %% Change the header and the foot of the pages
154 %% Left header
155 %\lhead{}
156 %% Center header
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158 %% Right header
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160 %% Left footer
161 %\lfoot{}
162 %% Center footer
163 %\cfoot{}
164 %% Right footer
165 %\rfoot{}
166
167 %%--------------------
168 %% itemize*
169 %\usepackage{mdwlist}
170 %\usepackage{enumerate}
171
172 %%tableaux
173 %\usepackage{multirow}
174
175 %\usepackage{lscape}
176 %\usepackage{pdflscape}
177 %\usepackage{geometry}
178 %\usepackage{changemargin}
179
180 %%--------------------
181 %% Algorithmes
182 %\usepackage{algorithmic}
183 %\usepackage[ruled,english,boxed,linesnumbered]{algorithm2e}
184 %\usepackage[english]{algorithme}
185 \usepackage{algorithm}
186 \usepackage{subfigure}
187 \usepackage{listings}
188 \usepackage{algpseudocode}
189 \usepackage{graphicx,graphics}
190 %\usepackage{subfig}
191 \usepackage{listings}
192 \usepackage{colortbl}
193 \usepackage{amsmath}
194
195 %%--------------------
196 %% boxedverbatim
197 %\usepackage{moreverb}
198
199 %%--------------------
200 %% Mathematics
201 %\usepackage{amsmath,amsfonts}
202 %\usepackage{amssymb}
203 %\newcommand{\scalprod}[2]%
204 %{\ensuremath{\langle #1 \, , #2 \rangle}}
205 %\usepackage{xfrac}
206
207 %\usepackage{drop}
208 %\font\largefont=yinitas % fontes yinit
209
210 %\newtheorem{remark}{Remarque}
211 %\def\changemargin#1#2{\list{}{\rightmargin#2\leftmargin#1}\item[]}
212 %\let\endchangemargin=\endlist
213
214 %\usepackage{lettrine}
215 %\usepackage{oldgerm}
216 %\usepackage{yfonts}
217 %\newcommand{\enluminure}[2]{\lettrine[lines=3]{\small \initfamily #1}{#2}}
218 %\usepackage{indentfirst}
219
220 \usepackage{booktabs}
221 \usepackage{multirow}
222   
223  
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227