456-0917/01 – Paralelní algoritmy (PA)
Garantující katedra | Katedra informatiky | Kredity | 10 |
Garant předmětu | RNDr. Ondřej Jakl, CSc. | Garant verze předmětu | RNDr. Ondřej Jakl, CSc. |
Úroveň studia | postgraduální | Povinnost | povinně volitelný |
Ročník | | Semestr | zimní + letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 1997/1998 | Rok zrušení | 2009/2010 |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | doktorské |
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.
Další studijní materiály
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.