OAVENPVA04 Paralelní výpočty ve fyzice

Fyzikální ústav v Opavě
zima 2020
Rozsah
30 hodin semináře. 5 kr. Ukončení: z.
Vyučující
RNDr. Pavel Bakala, Ph.D. (cvičící)
Garance
RNDr. Martin Kološ, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě
Předpoklady
(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(N))
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Studijní předmět podává prakticky zaměřený úvod do světa paralelních a distribuovaných výpočtů využívajících různých programovacích technik, aby byli studenti s to využít současnou výpočetní techniku paralelních superpočítačů a výpočetních stanic s grafickými kartami pro řešení výpočetně náročných úloh z nejrůznějších aplikačních oblastí.
Osnova
  • Studenti se nejprve seznámí s konceptem paralelizace obecně, proč je paralelizace v numerických kódech potřebná a žádoucí a jaké možnosti pro paralelizaci poskytuje současná hardwarová architektura počítačů zejména s ohledem na využití klasických procesorů a grafických čipů. Dále se kurz věnuje popisu technik vícevláknového a víceprocesorového programování se sdílenou nebo distribuovanou pamětí s praktickými ukázkami v prostředí různých programovacích jazyků. Po úvodní teoretické části probíhá výuka předmětu formou cvičení, tak by si studenti co nejvíce prakticky osvojili a vyzkoušeli základní a nejpoužívanější techniky paralelního programování: OpenMP a MPI pro paralelizaci na CPU a CUDA/OpenCL/OpenAcc pro paralelizaci na GPU. Studijní literatura
Literatura
    povinná literatura
  • Andrews, G.R.: Foundations of Multithreaded, Parallel, and Distributed Programming. Addison Wesley, 2000, ISBN 0-201-35752-6.
    doporučená literatura
  • CUDA by Example: An Introduction to General-Purpose GPU Programming, J. Sanders, E. Kandort, ISBN-10: 9780131387683
  • Using OpenMP: Portable Shared Memory Parallel Programming, Volume 10, Barbara Chapman, Gabriele Jost, Ruud van der Pas, MIT Press, 2008
  • Parallel Programming with MPI, P. Pacheco, ISBN-10: 1558603395
  • Introduction to Parallel Computing (2nd Edition). Ananth Grama, George Karypis, Vipin Kumar, Anshul Gupta, Addison-Wesley, 2003
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2021, zima 2022, zima 2023, zima 2024.