Παράλληλη επεξεργασία

Πανεπιστήμιο Πατρών

Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής

Έτος: 2015

Διδάσκων: Ιωάννης Βενέτης

Περιγραφή Μαθήματος

Εισαγωγή στην παράλληλη επεξεργασία: Ταξινόμηση παράλληλων αρχιτεκτονικών, Μέτρα της απόδοσης. Προγραμματισμός παράλληλων αρχιτεκτονικών: OpenMP, MPI, CUDA.

Video-Διαλέξεις

Διάλεξη 01: Εισαγωγή στις έννοιες του HPC και της Παράλληλης Επεξεργασίας

Παρουσίαση των βασικών κατηγοριών παράλληλων υπολογιστικών συστημάτων. Παρουσίαση των βασικών κατηγοριών παράλληλων προγραμματιστικών μοντέλων. Κατανόηση του Νόμου του Amdahl. Αμοιβαίος αποκλεισμός, συγχρονισμός.

Διάλεξη 02: Διάσπαση του προβλήματος (Domain και Functional Decomposition)

Ο νόμος του Moore. Το πρόβλημα της Συνέπειας της Μνήμης (Consistency). Θέματα προγραμματισμού. Παρουσίαση σύγχρονων τάσεων. Κατανόηση των διαφορετικών παράλληλων αρχιτεκτονικών με βάση την ταξινόμηση κατά Flynn. Κατανόηση των διαφορετικών παράλληλων αρχιτεκτονικών με βάση την αρχιτεκτονική μνήμης. Παρουσίαση της έννοιας του νήματος και του έργου.

Διάλεξη 03: Νόμος του Amdahl

Αναλυτική παρουσίαση του Νόμου του Amdahl και των επιπτώσεων του. Αναλυτική παρουσίαση του Μέτρου Karp-Flatt. Περιγραφή άλλων παράλληλων αρχιτεκτονικών. Διανυσματικές αρχιτεκτονικές. Systolic array. Περιγραφή και Λειτουργία Αγωγών (Pipelines).

Διάλεξη 04: Ανάλυση οδηγιών του OpenMP

Διάλεξη 05: Ανάλυση οδηγιών του OpenMP - Παρουσίαση παραδειγμάτων

Διάλεξη 06: Παρουσίαση κατηγοριών διασυνδετικών δικτύων

Ανάλυση των χαρακτηριστικών κάθε κατηγορίας. Παρουσίαση χαρακτηριστικών παραδειγμάτων κάθε κατηγορίας. Περιγραφή Στατικών και Δυναμικών Δικτύων. Παρουσίαση χαρακτηριστικών παραδειγμάτων

Διάλεξη 07: Παρουσίαση δυναμικών διασυνδετικών δικτύων

Εισαγωγή στις μεταθέσεις. Δημιουργία Δυναμικών Διασυνδετικών Δικτύων μέσω μεταθέσεων. Το δίκτυο Benes. Παρουσίαση χαρακτηριστικών παραδειγμάτων.

Διάλεξη 08: Παράλληλα προγραμματιστικά μοντέλα βασισμένα σε πέρασμα μηνυμάτων

Παράλληλα προγραμματιστικά μοντέλα βασισμένα σε Πέρασμα Μηνυμάτων (Message Passing). Bασική ιδέα πίσω από την δημιουργία τους. Παρουσίαση βασικών αρχών. Εισαγωγή στο MPI. Παρουσίαση δυνατοτήτων του MPI. Ανάλυση βασικών λειτουργιών του MPI.

Διάλεξη 09: Ανάλυση βασικών λειτουργιών του MPI

Ανάλυση βασικών λειτουργιών του MPI. Παρουσίαση χαρακτηριστικών παραδειγμάτων. Ανάλυση συναρτήσεων του OpenMP. Ανάλυση μεταβλητών περιβάλλοντος του OpenMP. Προχωρημένα παραδείγματα.

Διάλεξη 10: Εισαγωγή στην αρχιτεκτονική και τον τρόπο προγραμματισμού «μαζικά παράλληλων επεξεργαστών»

Εισαγωγή στην αρχιτεκτονική και τον τρόπο προγραμματισμού «μαζικά παράλληλων επεξεργαστών» (massively parallel processors) με στόχο την επίτευξη υψηλής επίδοσης, λειτουργικότητας και συντήρησης κώδικα, επεκτασιμότητα σε μελλοντικές γενιές επεξεργαστών. Χαρακτηριστικά και περιορισμοί της αρχιτεκτονικής των επεξεργαστών. Προγραμματιστική διεπαφή, εργαλεία και τεχνικές.