Obliczenia superkomputerowe
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 1000-218bHPC |
Kod Erasmus / ISCED: |
11.3
|
Nazwa przedmiotu: | Obliczenia superkomputerowe |
Jednostka: | Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki |
Grupy: |
Przedmioty obieralne dla informatyki Przedmioty obieralne na studiach drugiego stopnia na kierunku bioinformatyka Przedmioty obieralne z grupy programowania współbieżnego i rozproszonego |
Punkty ECTS i inne: |
6.00
|
Język prowadzenia: | angielski |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowe |
Skrócony opis: |
Obliczenia superkomputerowe (High Performance Computing, HPC) mają ogromny wpływ na współczesny świat, od numerycznych prognoz pogody po symulacje klimatu, czy od badania struktur białek po symulacje galaktyk. Współczesny superkomputer to kilkadziesiąt tysięcy węzłów, każdy z kilkudziesięcioma rdzeniami procesorów i często kilkoma tysiącami rdzeni akceleratorów. Wielka skala tych maszyn, heterogeniczność (akceleratory / procesory), stosunkowo częste awarie czy kilka rzędów wielkości różnicy wydajności między lokalną a zdalną pamięcią prowadzi do konieczności spojrzenia na problemy informatyczne z nowej perspektywy. |
Pełny opis: |
Celem przedmiotu jest przedstawienie najważniejszych podstaw teoretycznych oraz podstawowych technik programowania współczesnych superkomputerów. W podejściu współbieżnym przedstawimy programowanie akceleratorów w modelach masywnie równoległym i opartym o zadania (task-based programming). Do oceny efektywności algorytmów zaproponujemy model wydajności PRAM. W podejściu rozproszonym pokażemy programowanie oparte o przekazywanie komunikatów (MPI). Przeanalizujemy wydajność algorytmów korzystając z modelu latencja-pasmo. Przedstawimy również podstawowe podejścia, modele i algorytmy podziału pracy, planowania i szeregowania obliczeń: niezależne zadania, grafy zależności i zadania podzielne (divisible load). |
Literatura: |
- artykuły podawane na wykładach - Ben-Ari “Principles of Concurrent and Distributed Programming” - Casanova, Legrand, Robert ""Parallel Algorithms"" - Kirk, Hwu “Programming Massively Parallel Processors” - Cormen, Leiserson, Rivest, Stein ""Introduction to Algorithms"", 1st edition (PRAM), 3rd edition (Cilk) - Drozdowski, „Scheduling for Parallel Processing” |
Efekty uczenia się: |
Wiedza 1. Zna techniki synchronizacji procesów i komunikacji międzyprocesowej w scentralizowanym i rozproszonym modelu programu współbieżnego [K_W04]. 2. Zna algorytmy wzajemnego wykluczania i uzgadniania w systemach rozproszonych [K_W05]. 3. Zna różne architektury stosowane do wysokowydajnego przetwarzania komputerowego. Umiejętności 1. Potrafi zastosować mechanizmy synchronizacji procesów i wątków w wybranych technologiach w zależności od architektury i możliwości konkretnego komputera [K_U06]. 2. Posługuje się nowoczesnymi technologiami rozpraszania i zrównoleglania obliczeń [K_U08]. 3. Ma umiejętności językowe w zakresie informatyki zgodne z wymaganiami określonymi dla poziomu B2+ Europejskiego Systemu Opisu Kształcenia Językowego, w szczególności: identyfikuje główne i poboczne tematy wykładów, pogadanek, debat akademickich, dyskusji, czyta ze zrozumieniem i krytycznie analizuje teksty akademickie, zabiera głos w dyskusji lub debacie naukowej, streszcza ustnie informacje, wyniki badań, opinie i argumenty autora zawarte w tekście naukowym [K_U14]. 4. Umie określać wydajność przetwarzania w zależności od architektury oraz zastosowanej topologii sieci. 5. Programowanie obliczeń równoległych dla różnych architektur. 6. Ocenianie efektywności algorytmów do przetwarzania równoległego. |
Metody i kryteria oceniania: |
- 2 projekty zaliczeniowe - aktywność na zajęciach - egzamin Reguły zaliczenia dla doktorantów: student zostanie poproszony o przeanalizowanie niedawno opublikowanego artykułu naukowego z dziedziny HPC (i, jeśli możliwe, obszaru badań studenta); rozmowa o tym artykule będzie częścią egzaminu. |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (zakończony)
Okres: | 2024-02-19 - 2024-06-16 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR LAB
CZ PT WYK
LAB
|
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Krzysztof Rządca | |
Prowadzący grup: | Adrian Naruszko, Krzysztof Rządca | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: | Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2024/25" (jeszcze nie rozpoczęty)
Okres: | 2025-02-17 - 2025-06-08 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR LAB
CZ PT WYK
LAB
|
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Krzysztof Rządca | |
Prowadzący grup: | Tomasz Kanas, Adrian Naruszko, Krzysztof Rządca | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: | Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.