460-6008/02 – Paralelní algoritmy (PA)

Garantující katedraKatedra informatikyKredity10
Garant předmětuprof. Ing. Pavel Krömer, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Pavel Krömer, Ph.D.
Úroveň studiapostgraduálníPovinnostpovinně volitelný
RočníkSemestrzimní + letní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2015/2016Rok zrušení
Určeno pro fakultyHGF, FEI, FSUrčeno pro typy studiadoktorské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KRO080 prof. Ing. Pavel Krömer, Ph.D.
PLA06 prof. Ing. Jan Platoš, Ph.D.
SNA57 prof. RNDr. Václav Snášel, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zkouška 26+0
kombinovaná Zkouška 26+0
distanční Zkouška 10+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem kurzu je poskytnout posluchači všeobecný přehled v oblasti návrhu, realizace a hodnocení paralelních algoritmů a na poli náročných výpočtů (HPC - High Performance Computing) obecně. Dále se individuálně prohloubí tyto znalosti a dovednosti směrem, který je v souladu se specifickým zaměřením jeho doktorandského studia a disertační práce.

Vyučovací metody

Semináře
Individuální konzultace
Projekt
Ostatní aktivity

Anotace

Předmět poskytuje nezbytné teoretické i praktické základy v oblasti paralelního programování a algoritmizace, aby posluchači byli s to efektivně využít moderních multiprocesorových strojů včetně superpočítačů pro řešení výpočetně náročných úloh z různých aplikačních oblastí. Probírají se algoritmy a různé technické i programové prostředky, které se uplatňují na poli náročných výpočtů, přičemž primárním tématem jsou tzv. volně vázané systémy (bez sdílené paměti), kde kooperace paralelních aktivit se řeší na bázi modelu předávání zpráv. Výuka klade důraz na individuální přístup, dovolující aplikaci a prohloubení získaných poznatků ve specifickém odborném zaměření Ph.D. studia jednotlivých posluchačů.

Povinná literatura:

• I. Foster: Designing and Building Parallel Programs. Addisson-Wesley, 1995. Standardizační dokumentace k MPI, OpenMP

Doporučená literatura:

• A. Grama et al.: Introduction to Parallel Computing, Second Edition. Pearson, 2003. • C. Lyn, L. Snyder: Principles of Parallel Programming. Pearson, 2009. • J. JáJá: An Introduction to Parallel Algorithms. Addison-Wesley, 1992.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studijních aktivit a přiřazených úkolů v rámci pravidelných konzultací. V případě, že součástí úkolů studenta bude rovněž publikační činnost, bude příslušný článek v rámci kurzu odprezentován. Ústní zkouška.

E-learning

Ústní zkouška.

Další požadavky na studenta

Student vypracovává a obhajuje práci na zadané téma.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

• Paralelní programování. Procesy a vlákna. Procesy a vlákna z pohledu operačního systému. • Sekvenční vs. paralelní programování. Systémy upozornění a uvíznutí z pohledu paralelního programování (definice, vlastnosti, podmínky, detekce, eliminace). • Paralelní versus distribuované aplikace. Klasifikace paralelních systémů. Sdílené paměťové systémy a distribuované paměťových systémů. Flynnova taxonomie. • Programování sdílených paměťových systémů. Programování s vlákny. Knihovna pthreads, vlákna v jazyce C++, Java a C #. Synchronizace a vyloučení, zatuhnutí. • Rozhraní OpenMP. Podpora OpenMP v moderních překladačích. OpenMP direktivy a funkce. Redukce v OpenMP. • R a jeho balíčky pro paralelní programování • Programování v gridu a cloudu. Webové služby a distribuované aplikace využívající webové služby. Map-reduce paradigma a rámec Hadoop. • Přehled prostředí pro paralelní programování, instrukce SIMD. • Programování na grafických kartách. Architektura GPGPU (organizace programu, organizace paměti). Datový paralelismus. Platforma CUDA a jazyk CUDA-C.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2015/2016 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)		Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zkouška Zkouška   3
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2024/2025 (P0541D170006) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0541D170006) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0588D140004) Bioinformatika a výpočetní biologie K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0588D140004) Bioinformatika a výpočetní biologie P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0613D140006) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0613D140006) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0613D140021) Výpočetní vědy P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0613D140021) Výpočetní vědy K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0613D140033) Informatika a výpočetní vědy K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0613D140033) Informatika a výpočetní vědy P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0713D060001) Elektrotechnika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0713D060001) Elektrotechnika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0713D060001) Elektrotechnika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0713D060001) Elektrotechnika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0613D140021) Výpočetní vědy P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0613D140021) Výpočetní vědy K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0613D140033) Informatika a výpočetní vědy K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0613D140033) Informatika a výpočetní vědy P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0541D170006) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0541D170006) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0588D140004) Bioinformatika a výpočetní biologie P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0588D140004) Bioinformatika a výpočetní biologie K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0613D140006) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0613D140006) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2023/2024 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2023/2024 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2023/2024 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2022/2023 (P0713D060001) Elektrotechnika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P0713D060001) Elektrotechnika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2022/2023 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2022/2023 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2022/2023 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2022/2023 (P0613D140006) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P0613D140006) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P0541D170006) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P0541D170006) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P0613D140021) Výpočetní vědy P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P0613D140021) Výpočetní vědy K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P0588D140004) Bioinformatika a výpočetní biologie P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P0588D140004) Bioinformatika a výpočetní biologie K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P0613D140033) Informatika a výpočetní vědy P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P0613D140033) Informatika a výpočetní vědy K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P0713D060001) Elektrotechnika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P0713D060001) Elektrotechnika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P0613D140021) Výpočetní vědy P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P0613D140021) Výpočetní vědy K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P0541D170006) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P0541D170006) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P0588D140004) Bioinformatika a výpočetní biologie P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P0588D140004) Bioinformatika a výpočetní biologie K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P0613D140006) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P0613D140006) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2021/2022 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2021/2022 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2021/2022 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (P0541D170006) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0541D170006) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0613D140006) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0613D140006) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0613D140021) Výpočetní vědy K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0613D140021) Výpočetní vědy P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0713D060001) Elektrotechnika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0713D060001) Elektrotechnika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0588D140004) Bioinformatika a výpočetní biologie P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0588D140004) Bioinformatika a výpočetní biologie K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (P0713D060001) Elektrotechnika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (P0613D140006) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (P0541D170006) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (P0541D170006) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (P0713D060001) Elektrotechnika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (P0613D140006) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (P0613D140021) Výpočetní vědy P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (P0613D140021) Výpočetní vědy K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2018/2019 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1103V036) Výpočetní a aplikovaná matematika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika P angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (P1807) Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika (1801V001) Informatika K angličtina Ostrava povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.