Współczesne systemy obliczeniowe, bazodanowe i sieciowe

obowiązkowe

Brak; znajomość systemu operacyjnego GNU/Linux ułatwi zrozumienie poruszanych zagadnień i realizację ćwiczeń.

mieszany: w sali i zdalnie

Przedmiot jest poświęcony przeglądowi najważniejszych aspektów funkcjonowania współczesnych systemów obliczeniowych – ich architektur sprzętowych (CPU, akceleratorów GPU i komputerów wektorowych), rozwiązań sieciowych będących podstawą działania klastrów i superkomputerów oraz programowych. Studenci zapoznają się ze środowiskiem pracy systemów HPC, wybranymi programami narzędziowymi i aplikacjami dziedzinowymi.

Tematyka zajęć:

1. GNU/Linux - lab. 8 godz.

2. Zwiedzanie serwerowni - lab. 2 godz.

3. Superkomputery w ICM - wyk. 2 godz.

4. Języki programowania - wyk. 4 godz.

5. Transfer plików - wyk. 2 godz., lab. 2 godz.

6. Systemy plików - wyk. 2 godz.

7. NAS - wyk. 2 godz.

8. Architektura CPU: x86_64 - wyk. 4 godz.

9. Architektura CPU: ARM, POWER - wyk. 2 godz.

10. Git - lab. 2 godz.

11. Make - lab.. 2 godz.

12. gnuplot - lab. 4 godz.

13. Wirtualizacja - lab. 4 godz.

14. GPU - wyk. 8 godz.

15. Moduły HPC - lab. 2 godz.

16. Instalacja aplikacji - lab. 2 godz.

17. Komputery wektorowe - wyk. 2 godz., lab. 2 godz.

18. LINPACK - lab. 2 godz.

19. HPCG - lab. 2 godz.

20. Biblioteki numeryczne - lab. 2 godz.

21. Optymalizacja skalarna - lab. 4 godz.

22. Komputery kwantowe - wyk 2 godz.

23. Hadoop - lab. 8 godz.

24. Spark - lab. 2 godz.

25. Aplikacje HPC - lab. 10 godz.

1. G. Hager, G. Wellein, “Introduction to High Performance Computing for Scientists and Engineers”, Chapman & Hall/CRC Computational Science Series, 2011, ISBN: 978-1-4398-1192-4,

2. Materiały wykładowe i ćwiczeniowe dostarczane przez prowadzących zajęcia,

3. Dokumentacja wykorzystywanego oprogramowania – w tym:

- system GNU/Linux (https://www.gnu.org/doc/doc.html)

- powłoka Bash (https://www.gnu.org/software/bash/manual/bash.html)

- gnuplot (http://gnuplot.info/)

- Docker (https://www.docker.com/)

- Autotools (https://www.lrde.epita.fr/~adl/autotools.html)

- Git (https://git-scm.com/)

- NEC SX-Aurora TSUBASA (https://sxauroratsubasa.sakura.ne.jp/Documentation)

Wiedza: student zna i rozumie

W1 - zna podstawy architektury systemów obliczeniowych, w tym zagadnienia dotyczące sieci komputerowych będących podstawą działania klastrów i superkomputerów [K_W06]

W2 - posiada wiedzę o aktualnych kierunkach rozwoju technologii sieciowych i architektur HPC [K_W07]

Umiejętności: student potrafi

U1 - potrafi posługiwać się nowoczesnymi technikami informatyczno-komunikacyjnymi do komunikacji za pośrednictwem sieci komputerowej, w tym narzędziami do współpracy nad kodem źródłowym i współdzielenia dokumentacji [K_U09]

U2 - potrafi ocenić przydatność i możliwość wykorzystania nowych rozwiązań sprzętowych (w tym architektur HPC) i programistycznych (implementacje dziedzinowe) do rozwiązywania problemów obliczeniowych w wybranej dziedzinie zastosowań [K_U13]

U3 - zna dobrze zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w zawodzie informatyka (programisty/inżyniera oprogramowania/specjalisty HPC) [K_U14]

U4 - potrafi dokonać wstępnej analizy ekonomicznej dotyczącej rozwiązań sprzętowych i programistycznych [K_U15]

U5 - zna aspekty funkcjonowania infrastruktury sieciowe w kontekście systemów HPC. Umie zastosować odpowiednie dla sytuacji środki bezpieczeństwa, w tym szyfrowanie połączeń i uzyskiwanie dostępu przez wirtualną sieć prywatną (VPN) [K_U21]

U6 - umie zarządzać dużymi systemami komputerowymi pod względem utrzymania oprogramowania. Zna i potrafi wykorzystywać różne mechanizmy uwierzytelniania w systemach HPC oraz ocenić stopień ich bezpieczeństwa [K_U22]

U7 - zna podstawowe zagrożenia związane z bezpieczeństwem systemów HPC i umie zastosować elementarne techniki ochrony przed nimi

[K_U23]

Kompetencje społeczne: student jest gotów do

K1 - ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności informatyka, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje [K_K01]

K2 - nawiązuje i utrzymuje współpracę z innymi; dąży do realizacji celów zespołu poprzez odpowiednie zaplanowanie i organizację pracy swojej i innych – wykorzystuje narzędzia do współpracy nad projektami informatycznymi [K_K02]

K3 - myśli twórczo w celu zidentyfikowania problemów, udoskonalenia istniejących bądź stworzenia nowych rozwiązań [K_K03]

K4 - jest nastawiony na jak najlepsze wykonanie zadania; dba o szczegół; jest systematyczny [K_K05]

K5 - jest nastawiony na nieustanne zdobywanie nowej wiedzy, umiejętności i doświadczeń; ma chęć ciągłego doskonalenie się i podnoszenia kompetencji zawodowych [K_K07]

K6 - zna i przestrzega zasady i normy obowiązujące w zawodzie informatyka, w tym normy etyczne; rozumie społeczną rolę zawodu informatyka

[K_K10]

Efekty W1, W2 – sprawdzane egzaminem pisemnym,

Efekty U1-U7 – sprawdzane egzaminem pisemnym i przez bieżącą kontrolę aktywności w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych,

Efekty K1-K6 – sprawdzane przez bieżącą kontrolę aktywności w trakcie wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych.

UWAGA

1. Zwolnienie lekarskie nie zwalnia ze znajomości materiału. Uprawnia jedynie do zindywidualizowanej formy zaliczenia.

2. Osoby, które otrzymały zgodę na indywidualny tok studiów, mają obowiązek zgłosić się koordynatora przedmiotu w celu ustalenia sposobu realizacji wszystkich efektów uczenia się przypisanych do zajęć. W przypadku braku możliwości realizacji wyżej wymienionych efektów koordynator może odmówić zaliczenia przedmiotu.

3. Obecność na zajęciach jest obowiązkowa. W sytuacjach uzasadnionych nieobecności, student zobowiązany jest do niezwłocznego kontaktu z koordynatorem przedmiotu.

Sposób zaliczenia:

1. Egzamin pisemny w trakcie sesji egzaminacyjnej,

2. Bieżąca kontrola umiejętności nabywanych w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych pozostaje w gestii prowadzących zajęcia – może obejmować sprawozdanie lub inną formę sprawdzenia aktywności.