Massively Parallel Genetic Programming on GPUs
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gp-bibliography.bib Revision:1.8051
- @PhdThesis{daSilva:thesis,
-
author = "Cleomar Pereira {da Silva}",
-
title = "Programacao Genetica Macicamente Paralela em {GPUs}",
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title = "Massively Parallel Genetic Programming on {GPUs}",
-
school = "Departamento de Engenharia Eletrica do Centro Tecnico
Cientifico da Pontificia Universidade Catolica do Rio
de Janeiro",
-
year = "2014",
-
address = "Brazil",
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month = "11 " # sep,
-
keywords = "genetic algorithms, genetic programming, GPU, quantum
inspired, graphics processing units, machine code,
QILGP, CUBIN",
-
URL = "http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.24129",
-
URL = "http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/24129/24129_1.PDF",
-
URL = "http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/24129/24129_2.PDF",
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URL = "http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/24129/24129_3.PDF",
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URL = "http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/24129/24129_4.PDF",
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URL = "http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/24129/24129_5.PDF",
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URL = "http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/24129/24129_6.PDF",
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URL = "http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/24129/24129_7.PDF",
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URL = "http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/24129/24129_8.PDF",
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URL = "http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/24129/24129_9.PDF",
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URL = "http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/24129/24129_10.PDF",
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URL = "http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/24129/24129_11.PDF",
-
size = "134 pages",
-
abstract = "Genetic Programming enables computers to solve
problems automatically, without being programmed to it.
Using the inspiration in the Darwin's Principle of
natural selection, a population of programs or
individuals is maintained, modified based on genetic
variation, and evaluated according to a fitness
function. Genetic programming has been successfully
applied to many different applications such as
automatic design, pattern recognition, robotic control,
data mining and image analysis. However, the evaluation
of the huge amount of individuals requires excessive
computational demands, leading to extremely long
computational times for large size problems. This work
exploits the high computational power of graphics
processing units, or GPUs, to accelerate genetic
programming and to enable the automatic generation of
programs for large problems. We propose two new
methodologies to exploit the power of the GPU in
genetic programming: intermediate language compilation
and individuals creation in machine language. These
methodologies have advantages over traditional methods
used in the literature. The use of an intermediate
language reduces the compilation steps, and works with
instructions that are well-documented. The individuals
creation in machine language has no compilation step,
but requires reverse engineering of the instructions
that are not documented at this level. Our
methodologies are based on linear genetic programming
and are inspired by quantum computing. The use of
quantum computing allows rapid convergence, global
search capability and inclusion of individuals' past
history. The proposed methodologies were compared
against existing methodologies and they showed
considerable performance gains. It was observed a
maximum performance of 2,74 trillion GPops (genetic
programming operations per second) for the 20-bit
Multiplexer benchmark, and it was possible to extend
genetic programming for problems that have databases
with up to 7 million samples.",
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abstract = "A Programacao Genetica permite que computadores
resolvam problemas automaticamente, sem que eles tenham
sido programados para tal. Utilizando a inspiracao no
principio da selecao natural de Darwin, uma populacao
de programas, ou individuos, e mantida, modificada
baseada em variacao genetica, e avaliada de acordo com
uma funcao de aptidao (fitness). A programacao genetica
tem sido usada com sucesso por uma serie de aplicacoes
como projeto automatico, reconhecimento de padroes,
controle robotico, mineracao de dados e analise de
imagens. Porem, a avaliacao da gigantesca quantidade de
individuos gerados requer excessiva quantidade de
computacao, levando a um tempo de execucao inviavel
para problemas grandes. Este trabalho explora o alto
poder computacional de unidades de processamento
grafico, ou GPUs, para acelerar a programacao genetica
e permitir a geracao automatica de programas para
grandes problemas. Propomos duas novas metodologias
para se explorar a GPU em programacao genetica:
compilacao em linguagem intermediaria e a criacao de
individuos em codigo de maquina. Estas metodologias
apresentam vantagens em relacao as metodologias
tradicionais usadas na literatura. A utilizacao de
linguagem intermediaria reduz etapas de compilacao e
trabalha com instrucoes que estao bem documentadas. A
criacao de individuos em codigo de maquina nao possui
nenhuma etapa de compilacao, mas requer engenharia
reversa das instrucoes que nao estao documentadas neste
nivel. Nossas metodologias sao baseadas em programacao
genetica linear e inspiradas em computacao quantica. O
uso de computacao quantica permite uma convergencia
rapida, capacidade de busca global e inclusao da
historia passada dos individuos. As metodologias
propostas foram comparadas com as metodologias
existentes e apresentaram ganhos consideraveis de
desempenho. Foi observado um desempenho maximo de ate
2,74 trilhoes de GPops (operacoes de programacao
genetica por segundo) para o benchmark Multiplexador de
20 bits e foi possivel estender a programacao genetica
para problemas que apresentam bases de dados de ate 7
milhoes de amostras.",
-
notes = "In Portuguese.
2740000 MGPOPs Supervisor: Marco Aurelio Cavalcanti
Pacheco, Co-Orientador: Douglas Mota Dias,
Co-Orientador: Cristiana Barbosa Bentes",
- }
Genetic Programming entries for
Cleomar Pereira da Silva
Citations