Sviluppo di codice CUDA per la simulazione del sistema immunitario

All'interno di questa tesi verrà affrontato il problema della modellazione di una simulazione del sistema immunitario, arrivando ad implementare una soluzione basata sull'architettura di CUDA. CUDA esegue il programma sulle GPU, andando a sfruttare la loro forte componente parallela, in modo da poter eseguire molteplici istruzioni contemporaneamente. Inizialmente verranno presentate la struttura e le componenti di CUDA per mostrare come poterle sfruttare al massimo del loro potenziale, ovvero cercando di eseguire sulla stessa GPU allo stesso momento le azioni e i movimenti di tutte le entità della simulazione. Successivamente verrà descritto il sistema immunitario e verranno introdotte le varie entità di cui il sistema è composto, come linfociti, anticorpi e antigeni. Una volta che sono stati ben recepiti tutti i requisiti necessari per modellare la simulazione, nella tesi verrà discussa la progettazione del sistema, a partire dalla simulazione nel suo complesso fino ad arrivare alla descrizione delle singole entità e delle interazioni tra esse. Dopo aver discusso in modo esaustivo la progettazione delle diverse entità, la tesi elenca le fasi di sviluppo di prototipi che sono state necessarie per il compimento di un primo programma, scritto in C, che simula il comportamento del sistema immunitario ma senza l'introduzione di alcun tipo di parallelizzazione. Questa prima versione sequenziale è stata scritta solo al fine di verificare tutto ciò che era stato discusso nell'analisi e nella progettazione della simulazione e di confrontare le tempistiche con la successiva versione parallela. Infine, vengono mostrati i passaggi della conversione dal programma scritto in C al programma in linguaggio CUDA che permette l'esecuzione di codice in parallelo sulle GPU. Dopo aver verificato la correttezza dei risultati, vengono poi misurati i guadagni in termini di tempo al variare di alcuni parametri della simulazione.