Programowanie równoległe

Znajomość C oraz C++ w stopniu średnio-zaawansowanym.

przedmiot obligatoryjny

Wykład - 15 h.

Laboratorium (ćwiczenia) - 45 h.

Praca indywidualna - 90 h , w tym:

- czas na przygotowanie się do zajęć: 15h

- czas potrzebny na przygotowania do pomyślnego zaliczenia przedmiotu: 75h

Student pozna klasyfikację maszyn według Flynna oraz podstawowe problemy i pojęcia występujące w programowaniu równoległym w tym prawo Amdahla, zakleszczenia etc. (informatyka: K_W01, K_W06).

Student pozna podstawowe rodzaje równoległych i rozproszonych systemów komputerowych oraz pozna metodologię tworzenia algorytmów równoległych (informatyka: K_W02) dla modeli z pamięcią rozproszoną i wspólną oraz związane z tymi podziałami różnice.

Student szczegółowo pozna m.in. biblioteki OpenMP oraz MPI oraz system kolejkujący PBS (informatyka: K_W03).

Student potrafi tworzyć programy do obliczeń równoległych w bibliotekach OpenMP oraz MPI, dla wybranych problemów omawianych na wykładzie i ćwiczeniach (informatyka: K_U07). Potrafi analizować złożoność obliczeniową i problemy powstające w procesie tworzenia i optymalizacji programów równoległych (informatyka: K_U10).

Student potrafi zastosować metodę naukową w skutecznym rozwiązywaniu problemów informatycznych (informatyka: K_K07).

- pokaz

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- laboratoryjna
- sytuacyjna

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawami tworzenia oprogramowania równoległego i rozproszonego w systemach komputerowych z pamięcią rozproszoną i współdzieloną. Student problematykę i metody implementacji algorytmów równoległych w oparciu o istniejące standardy i biblioteki, ze szczególnym uwzględnieniem OpenMP oraz MPI.

• Podstawowe pojęcia: pamięć dzielona i wspólna, systemy klastrowe, hybrydowe etc

• Prawo Amdahl’a oraz taksonomia Flynna

• Blokady, zakleszczenia, hazard

• Zależności utrudniające/uniemożliwiające zrównoleglenie

• System kolejkujący PBS

• OpenMP – główne koncepcje podstawowe polecenia, cechy sposoby użycia

• Zaawansowane OpenMP

• MPI – główne koncepcje, podstawowe polecenia, cechy sposoby użycia

• Zaawansowane MPI

• Algorytmy równoległe – przykłady

1. G. E. Karniadakis, R. M. Kirby II, Parallel Scientific Computing in C++ and MPI: A Seamless Approach to Parallel Algorithms and their Implementation, Cambridge 2003

2. R. Chandra, R. Menon, L. Dagum and D. Kohr, Parallel Programming in OpenMP, Morgan Kaufmann, 2000

3. Strona domowa MPI http://www.mcs.anl.gov/research/projects/mpi

5. Strona domowa OpenMP http://www.openmp.org/

W trakcie pracowni studenci realizują kilka krótkich projektów w oparciu o wyniki których wystawiana jest ocena z części laboratoryjnej. Oceniane są bieżące postępy nad projektami, a w szczególności odpowiedzi ustne studentów na pytania dotyczące zajęć i realizowanych projektów.

Egzamin ustny obejmuje materiał z wykładu.