Drukuj sylabus

Programowanie równoległe i rozproszone

Informacje ogólne

Kod przedmiotu:

1000-I2PRR

Kod Erasmus / ISCED:

(brak danych) / (0613) Tworzenie i analiza oprogramowania i aplikacji

Nazwa przedmiotu:

Programowanie równoległe i rozproszone

Jednostka:

Wydział Matematyki i Informatyki

Grupy:

Inf., I st., stacjonarne, 3 rok, przedmioty obowiązkowe
Inf., I st., stacjonarne, 3 rok, przedmioty do wyboru
Informatyka, studia I stopnia, 3 rok
Informatyka, studia inżynierskie 1 stopnia, 3 rok
Przedmioty z polskim językiem wykładowym
Wszystkie przedmioty z WMiI

Punkty ECTS i inne:

6.00

zobacz reguły punktacji

Język prowadzenia:

polski

Wymagania wstępne:

znajomość języków C/C++ i Java oraz podstawowych algorytmów

Rodzaj przedmiotu:

przedmiot obowiązkowy

Całkowity nakład pracy studenta:

30 godz.	-	wykład
30 godz.	-	ćwiczenia laboratoryjne
30 godz.	-	konsultacje z prowadzącymi zajęcia
40 godz.	-	praca własna: przygotowanie zadań
20 godz.	-	praca własna: bieżące przygotowanie do zajęć, studiowanie literatury
20 godz.	-	praca własna: przygotowanie do egzaminu
2 godz.	-	egzamin
Razem: 172 godz.
6 pkt. ETCS

Efekty uczenia się - wiedza:

W1: ma pogłębioną wiedzę na temat tworzenia algorytmów w zakresie algorytmów równoległych i oceniania ich jakości - K_W03, K_W02

Efekty uczenia się - umiejętności:

U1: opisuje problemy związane z wykonywaniem programów współbieżnych - K_U01
U2: rozumie mechanizmy synchronizacji procesów - K_U01
U3: implementuje algorytmy równoległe dla środowiska z pamięcią wspólną i rozproszoną (z wykorzystaniem MPI, OpenMP) - K_U01, K_U07, K_U12
U4: uruchamia aplikacje w różnych środowiskach - K_U01

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

K1: jest gotów do twórczego myślenia w celu stworzenia nowych rozwiązań - K_K02
K2: potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze K_K03
K3: pokonuje trudności stojące na drodze do realizacji założonego celu i systematycznej pracy nad projektami - K_K04.

Metody dydaktyczne eksponujące:

- pokaz

Skrócony opis:

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawami projektowania i implementacji algorytmów równoległych w środowisku z pamięcią rozproszoną i współdzieloną. Omawiane są przykłady algorytmów równoległych, ich złożoność czasowa i implementacja przy użyciu MPI i OpenMP, CUDA.

Przedmiot ten może być zalecony przez komisję kwalifikacyjną jako przedmiot wyrównawczy uczestnikom studiów 2. stopnia, którzy nie osiągnęli efektów kształcenia tego przedmiotu w trakcie studiów 1. stopnia.

Pełny opis:

Podstawowe pojęcia.
Modele komputerów równoległych: klasyfikacja komputerów wg Flynna, komputery z pamięcią współdzieloną i rozproszoną, wydajność komputerów.
Podstawowe modele programowania równoległego : programowanie w modelu z pamięcią rozproszoną, programowanie w modelu z pamięcią współdzieloną.
PRAM - model do definiowania algorytmów równoległych.
Etapy projektowania programów równoległych.
Przykłady algorytmów równoległych.
Implementacja algorytmów z wykorzystaniem OpenMP.
Implementacja algorytmów z wykorzystaniem Message Passing Interface (MPI).
Wybrane miary złożoności algorytmów równoległych.
Klasyczne problemy współbieżności i poprawność programów współbieżnych.
Podstawy modelu programowania CUDA, elementy języka CUDA C

Literatura:

Literatura podstawowa:

M. Ben-Ari, Podstawy programowania współbieżnego i rozproszonego, WNT, Wydanie II, 2009
Z. Czech, Wprowadzenie do obliczeń równoległych, WN PWN, Wydanie II, 2013
Thomas, H. Cormen, Wprowadzenie do algorytmów, WN PWN
- Wyd. -2003 – rozdział: Algorytmy równoległe
- Wyd. 2009- – rozdział: Algorytmy wielowątkowe

Literatura uzupełniająca:

I. Foster, Designing and Building Parallel Programs, Addison-Wesley Publ.Comp., 1995 (wersja online: http://www.mcs.anl.gov/~itf/dbpp/text/book.html)
A. Grama, A. Gupta, G. Karypis, V. Kumar, Introduction to Parallel Computing, Pearson Education Limited 2003
M.J. Quinn, Parallel Programming in C with MPI and OpenMP, Mc Graw Hill, 2004
J.H. Reif (ed.), Synthesis of Parallel Algorithms, Morgan Kaufmann Pub., 1993
CUDA w przykładach. Wprowadzenie do ogólnego programowania procesorów GPU, Jason Sanders, Edward Kandrot, Helion, 2012
Strona domowa MPI http://www.mcs.anl.gov/research/projects/mpi
Strona domowa OpenMP http://www.openmp.org/
Strona domowa OpenMPI https://www.open-mpi.org/
Strona domowa PCJ https://pcj.icm.edu.pl/
Strona domowa NVIDIA: http://docs.nvidia.com

Metody i kryteria oceniania:

Zaliczenie laboratorium na ocenę.

Podejście do egzaminu po zaliczeniu laboratorium.

Pozytywna ocena z egzaminu pisemnego z wykładu.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2017/18" (zakończony)

Okres:	2017-10-01 - 2018-02-25	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Laboratorium, 30 godzin, 16 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 150 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Marek Nowicki
Prowadzący grup:	Rafał Bocian, Dariusz Borkowski, Marek Nowicki
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Przedmiot - Egzamin Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2018/19" (zakończony)

Okres:	2018-10-01 - 2019-02-24	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Laboratorium, 30 godzin, 16 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 150 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Marek Nowicki
Prowadzący grup:	Dariusz Borkowski, Marek Nowicki
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Przedmiot - Egzamin Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2019/20" (zakończony)

Okres:	2019-10-01 - 2020-02-28	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Laboratorium, 30 godzin, 16 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 150 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Marek Nowicki
Prowadzący grup:	Dariusz Borkowski, Marek Nowicki
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Przedmiot - Egzamin Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2020/21" (zakończony)

Okres:	2020-10-01 - 2021-02-21	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Laboratorium, 30 godzin, 16 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 150 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Marek Nowicki
Prowadzący grup:	Dariusz Borkowski, Marek Nowicki
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Przedmiot - Egzamin Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin
Uwagi:	W związku z obecną sytuacją związaną z rozprzestrzenianiem się wirusa SARS-CoV-2 wykład oraz laboratoria prowadzone zdalnie z wykorzystaniem wydziałowej platformy Moodle.

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.