456-0917/01 – Paralelní algoritmy (PA)

Garantující katedraKatedra informatikyKredity10
Garant předmětuRNDr. Ondřej Jakl, CSc.Garant verze předmětuRNDr. Ondřej Jakl, CSc.
Úroveň studiapostgraduálníPovinnostpovinně volitelný
RočníkSemestrzimní + letní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1997/1998Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiadoktorské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
JAK58 RNDr. Ondřej Jakl, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Všeobecný přehled v oblasti návrhu, realizace a hodnocení paralelních algoritmů, se specifickým rozšířením odpovídajícím zaměření posluchačova doktorandského studia. Přehled v oblasti paralelních systémů a jejich programování. Schopnost návrhu paralelních algoritmů, jejich analýzy a efektivní implementace, resp. optimalizace. Uplatnění těchto postupů v individuálním odborném zaměření.

Vyučovací metody

Anotace

Praktičtěji zaměřený kurz, který poskytne posluchačům základní orientaci v oblasti paralelního programování a algoritmizace, aby byli s to využít paralelních prostředků (včetně superpočítačů) pro výpočetně náročené aplikace z různých aplikačních oblastí. Důraz je kladen na práci se systémy s distribuovanou pamětí, kde procesy komunikují prostřednictvím zpráv, nicméně uvádějí se rovněž techniky specifické pro symetrické multiprocesory (se sdílenou pamětí). Praktická část blíže seznamuje s prostředím PVM nebo MPI na nejvýkonnějších paralelních systémech VŠB-TUO, t.č. na 32-procesorovém klastru Termit či na masivně paralelním systému IBM SP. Individuálním přístupem se usiluje se o to, aby posluchači mohli získané znalosti bezprostředně uplatnit ve své odborné práci.

Povinná literatura:

I. Foster: Designing and Building Parallel Programs. Addisson-Wesley, 1995. Al Geist et al.: PVM: Parallel Virtual Machine. The MIT Press, 1994.

Doporučená literatura:

B. Wilkinson, M. Allen: Parallel Programming. Prentice Hall, 1999. G. V. Wilson: Practical Parallel Programming. The MIT Press, 1995. J. JáJá: An Introduction to Parallel Algorithms. Addison-Wesley, 1992.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Úvod do problematiky. Motivace a historické poznámky. Vymezení pojmů. Paralelní výpočetní systémy. Flynnova klasifikace. Propojovací subsystémy. Volně vázané multiprocesory. Počítačové sítě a masivně paralelní systémy. Klastr Termit a IBM SP. Paralelní programové modely. Model předávání zpráv. Návrh paralelního algoritmu: dekompozice, komunikační analýza, aglomerace, alokace na procesory. Techniky vyvažování zátěže. Hodnocení paralelních algoritmů. Urychlení, účinnost, cena. Amdahlův zákon. Škálovatelnost paralelních aplikací. Izoúčinnostní funkce. Parallel Virtual Machine (PVM). Aplikační uživatelské rozhraní. PVM (pokračování). Přehled knihovních procedur: řízení procesů, získávání informací, předávání zpráv aj. PVM (pokračování). Kolektivní komunikace. Problematika ladění. Vizualizace paralelního běhu. Vybrané algoritmy ze zvolené aplikační oblasti a jejich paralelizace. Úvod do Message Passing Interface (MPI). Porovnání s PVM, pokročilé konstrukty. Programování symetrických multiprocesorů. Vlákna a OpenMP. Aktuální vývojové trendy v oblasti náročných výpočtů.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr, platnost do: 2012/2013 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (P2646) Informační technologie (1801V002) Informatika a aplikovaná matematika K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (P2646) Informační technologie (1801V002) Informatika a aplikovaná matematika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (P2646) Informační technologie (1801V002) Informatika a aplikovaná matematika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (P2646) Informační technologie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (P2646) Informační technologie (1801V002) Informatika a aplikovaná matematika K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (P2646) Informační technologie (1801V002) Informatika a aplikovaná matematika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (P2646) Informační technologie (1801V002) Informatika a aplikovaná matematika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (P2646) Informační technologie (1801V002) Informatika a aplikovaná matematika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (P2646) Informační technologie (1801V002) Informatika a aplikovaná matematika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (P2646) Informační technologie (1801V002) Informatika a aplikovaná matematika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (P2612) Elektrotechnika a informatika (1801V002) Informatika a aplikovaná matematika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (P2612) Elektrotechnika a informatika (1801V002) Informatika a aplikovaná matematika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku