Detail předmětu

Aplikace paralelních počítačů

PDD Ak. rok 2011/2012 zimní semestr

Aktuální akademický rok

Předmět podává přehled existujících použitelných paralelních platforem a modelů programování, zejména programování se sdílenou pamětí (OpenMP) a zasíláním zpráv (MPI). Metodika paralelizace programů je doplněna studiem výkonnosti a aplikována na frekventované oblasti: lineární algebru (husté i řídké matice), členění grafů, diskrétní optimalizaci, parciální dif. rovnice, N těles, simulaci, grafiku a vizualizaci, dolování znalostí aj.  Důraz je na praktických aspektech a implementaci, výklad je doplněn četnými příklady.

Garant předmětu

Dvořák Václav, prof. Ing., DrSc.

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zkouška

Rozsah

  • 39 hod. přednášky

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Naučit se paralelizovat různé třídy úloh a predikovat jejich výkonnost. Umět využívat paralelismu a komunikace na úrovni vláken a procesů. Seznámit se s moderními standardními rozhraními, rozšířením jazyků a dalšími nástroji pro paralelní programování. Napsat a odladit paralelní program pro vybranou úlohu.

Paralelní architektury s distribuovanou a sdílenou pamětí, programování v C/C++ s MPI a OpenMP, paralelizace základních numerických metod.

Cíle předmětu

Vysvětlit možnosti paralelního programování na svazcích počítačů, SMP a na vícejádrových procesorech. Seznámit se s metodikou paralelizace a predikcí výkonnosti vybraných reálných aplikací, tvorbě správných programů a užití paralelních výpočtů v praxi.  

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Typy paralelních počítačů, programování v C/C++, základní numerické metody

Literatura studijní

Literatura referenční

  • Pacecho, P.: Introduction to Parallel Programming. Morgan Kaufman Publishers, 2011, 392 s., ISBN: 9780123742605   
  • Kirk, D., and Hwu, W.: Programming Massively Parallel Processors: A Hands-on Approach, Elsevier, 2010, s. 256, ISBN: 978-0-12-381472-2

Osnova přednášek

  • Architektury paralelních počítačů
  • Programování se sdílenými proměnnými a se zasíláním zpráv: OpenMP a MPI
  • Fosterova metodika paralelizace, ukazatele výkonnosti a její predikce. 
  • Paralelní lineární algebra 1.
  • Paralelní lineární algebra 2. 
  • Členění grafů. 
  • Diskrétní optimalizace.
  • Parciální diferenciální rovnice.
  • Problém N těles.
  • Paralelní a distribuovaná simulace.
  • Grafika a vizualizace.
  • Dolování dat a znalostí.
  • Knihovny a nástroje paralelního programování..

 

Průběžná kontrola studia

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

Kontrolovaná výuka

Obhajoba projektu, programového díla využívajícího některou variantu paralelního programování.

Nahoru