18 - Iteradores em Thrust

Na última aula conseguimos rodar algumas funções em GPU e medir o custo de transferência de dados. Chegamos a conclusão de que, para valer a pena usar a GPU, ou precisamos tratar muitos dados ou precisamos fazer tratamentos pesados.

Warning

Nesta aula trabalharemos extensivamente com a API da thrust e pediremos para que vocês consultem a documentação oficial da biblioteca. Também pode ser útil ver a seção de exemplos do repositório.

Iteradores

Continuando a partir do último item da aula anterior, suponha que você deseja calcular a variância das diferenças. Agora que já temos a média, a fórmula da variância é dada por

$$\frac{1}{n}\sum_{i=0}^n (x_i - \mu)^2$$

Example

Já sabemos tudo o que precisamos para fazer este cálculo. Crie um vetor em que todas as componentes sejam iguais a média (usando thrust::fill) e compute a variância usando a fórmula acima.

Apesar do código acima funcionar, ele tem um problema grave: é preciso alocar um vetor inteiro somente para preenchê-lo com valores iguais! Se estivermos trabalhando com muitos dados isto significa diminuir bastante a quantidade de dados que conseguimos tratar antes de acabar com a memória da GPU. Podemos contornar isso usando iteradores, que são vetores gerados dinamicamente pela thrust a partir de um valor único ou a partir de outros vetores.

Example

Pesquise a documentação de thrust::constant_iterator e use-o para substituir a alocação de memória extra no exercício acima.

Vamos agora nos preparar para a parte 2 criando um programa novamente em cima do arquivo stocks.txt.

Example

Leia o arquivo stocks.txt e crie um vetor contendo a diferença entre o dia atual e o anterior. Ou seja, dado que o vetor de saída tenha nome ganho_diario e o de entrada stocks, temos que

ganho_diario[i] = stocks[i+1] - stocks[i]

Claramente ganho_diario.size() == stocks.size() - 1. Leve isto em conta ao utilizar a operação transform para criar o vetor ganho_diario.

Operações customizáveis

Com o vetor ganho_diario acima conseguimos saber se o valor da ação subiu ou caiu de um dia para o outro! Duas perguntas se seguem:

1. quantas vezes o valor subiu?
2. qual é o aumento médio, considerando só as vezes em que o valor aumentou de fato?

Podemos implementar essas lógicas usando operações customizadas. Apesar de ser possível escrever essas funções do zero, a thrust já possui diversas funções de reduções customizáveis.

Warning

É sempre importante consultar a documentação para entender como essa função será aplicada. Em alguns casos é necessário que a função passada obedeça algumas restrições para que os resultados obtidos façam sentido.

Question

A thrust já tem suporte a operações de redução que são contagens. Veja sua documentação oficial neste link. Qual função dessa página você usaria para contar somente os elementos positivos de ganhos_diarios?

Warning

A função count_if está atualmente com um erro em sua documentação (link da issue). Não se esqueça de colocar const no parâmetro de operator().

Example

Use a função acima para calcular quantas vezes o valor da ação subiu.

Resposta

1309

Vamos agora para o segundo item: "Calcular o aumento médio, considerando somente as vezes em que o valor aumentou de fato". Uma estratégia possível é zerar todos os elementos negativos do vetor e depois calcular sua soma.

Question

A documentação sobre transformações é bastante vasta. Você consegue encontrar alguma função que possa substituir elementos de um vetor baseado em uma condição booleana?

Details

replace_if

Example

Use a função acima para substituir todos os valores negativos por 0 em ganhos_diarios.

ß

Example

Calcule agora e média dos valores positivos do vetor. Você já tem todos os que são positivos no exercício acima e a quantidade de valores positivos.

Resposta

5,25179