IA039 Architektura superpočítačů a intenzivní výpočty

Fakulta informatiky
jaro 2012
Rozsah
2/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Jiří Filipovič, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Eva Hladká, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Luděk Matyska, CSc. (přednášející)
RNDr. Milan Kabát (pomocník)
RNDr. Vít Rusňák, Ph.D. (pomocník)
Garance
prof. RNDr. Luděk Matyska, CSc.
Katedra počítačových systémů a komunikací – Fakulta informatiky
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Luděk Matyska, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Katedra počítačových systémů a komunikací – Fakulta informatiky
Rozvrh
Út 12:00–13:50 D2
Předpoklady
Předpokládá se alespoň elementární znalost programovacích jazyků FORTRAN, C a případně C++.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 18 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Cílem předmětu je poskytnout informace o superpočítačových architekturách a základních metodách programování vektorových a paralelních počítačů. První část přednášky je věnována technickému vybavení, ve druhé části jsou diskutovány obecné metody optimalizace kódu a problematika paralelních programů. Poslední část se věnuje distribuovaným systémům.
Absolvent bude schopen pochopit a vysvětlit fungování moderních procesorů.
Absolvent bude schopen provést základní analýzu kódu a navrhnout optimalizace na konkrétní typ procesoru.
Absolvent bude schopen navrhnout a vytvořit paralelní program pro řešení zadaného algoritmu.
Absolvent bude schopen navhnout a provést měření výkonu počítačového systému či aplikace.
Absolvent bude schopen navrhnout systém speciálně vyladěný pro potřeby konkrétních aplikací.
Osnova
  • Vysoce výkonné vektorové a superskalární procesory.
  • Jednoprocesorové počítače, počítače s menším počtem procesorů, masivně paralelní počítače; distribuované systémy.
  • Sdílená, distribuovaná a distribuovaná sdílená paměť; další alternativy.
  • Rozšiřitelnost počítačů a úloh.
  • Měření výkonnosti, LINPACK test, TOP 500.
  • Jednoprocesorové systémy, programovací jazyky, metodologie psaní efektivních programů, základy optimalizace pro vektorové a superskalární počítače.
  • Víceprocesorové systémy se sdílenou pamětí, programovací jazyky, dekompozice algoritmů, základy optimalizace pro nízký počet procesorů.
  • Masivně paralelní systémy, paralelní algoritmy, "jemný" (fine) paralelismus.
  • Distribuované systémy, dekompozice úloh, "hrubý" (coarse) paralelismus, programovací systémy (PVM, LINDA, ...).
Literatura
  • PROTIC, Jelica, Milo TOMASEVIC a Veljko MILUTINOVIC. Distributed shared memory. Los Alamitos: IEEE Computer Society, 1998, x, 365 s. ISBN 0-8186-7737-6. info
  • FOSDICK, Lloyd D. An introduction to high-performance scientific computing. Cambridge: MIT Press, 1996, ix, 760. ISBN 0262061813. info
  • WOLFE, Michael Joseph. High performance compilers for parallel computing. Redwood City: Addison-Wesley Publishing Company, 1996, xiii, 570. ISBN 0-8053-2730-4. info
  • WILSON, Greg. Practical parallel programming. Cambridge: MIT Press, 1995, viii, 564. ISBN 0262231867. info
  • DOWD, Kevin. High performance computing. Sebastopol: O'Reilly & Associates, 1993, xxv, 371 s. ISBN 1-56592-032-5. info
Výukové metody
Standardní přednáška, bez cvičení a domácích úkolů
Metody hodnocení
Bez průběžného hodnocení, pouze písemná zkouška na závěr (11 otázek či subjektů za celkem 110 bodů).
Informace učitele
http://www.ics.muni.cz/people/matyska/vyuka/hpc/hpc.html
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2004, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2013.