Programowanie na kartach graficznych 0800-PROGRAF

Program zajęć (wykład):
- Historia i architektura GPU.
- Pierwszy program w CUDA, wywołanie funkcji jądra.
- Wątki i ich grupowanie.
- Wykorzystanie pamięci wspólnej (ang. shared memory).
- Używanie narzędzia CUDA Occupancy calculator.
- Pamięć stała i zdarzenia.
- Użycie pamięci tekstur.
- Współpraca z OpenGL.
- Operacje atomowe.
- Strumienie.
- Wykorzystanie zewnętrznych bibliotek:
-- cuBLAS
-- cuFFT

Program zajęć (Laboratorium):
- sumowanie wektorów,
- obliczanie iloczynów skalarnych (4 różne metody wraz z analizą ich wydajności),
- mnożenie macierzy (3 różne metody wraz z analizą wydajności),
- filtracja sygnałów,
- analiza wydajności dostępu do pamięci shared
- wielowątkowe tworzenie histogramów (operacje atomowe)
- strumieniowe przetwarzanie danych
- ćwiczenia z użeciem bilbiotek cuBLAS i cuFFT

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( 60 godz.): - udział w wykładach – 15 - udział w laboratorium – 45 Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( 30 godz.): - przygotowanie do zajęć - 20 - przygotowanie do kolokwium - 10 Łącznie: 90 godz. (3 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1: Ma pogłębioną wiedzę z zakresu architektury i programowania wielordzeniowych kart graficznych w technologii CUDA – K_W02, K_W04, K_W05, K_W07 dla FTs2 W2: Posiada wiedzę pozwalającą na zrównoleglenie algorytmu przetwarzania danych na karty graficzne w celu przyspieszenia obliczeń - K_W04, K_W07 dla FTs2 W3: Zna historię rozwoju, stan obecny oraz trendy rozwojowe układów GPU pozwalających na równoległe przetwarzanie danych K_W02, K_W07 dla FTs2

Efekty uczenia się - umiejętności

U1 – Potrafi zastosować posiadaną wiedzę do analizy i reformułowania algorytmów na wielordzeniową platformę CUDA – K_U01, K_U09 dla FTs2 U2 – Analizuje wydajność algorytmu, jego „wąskie gardła” oraz potrafi dokonać krytycznej oceny przydatności wielordzeniowej karty graficznej w obliczeniach K_U05 dla FTs2 U3 – Wykorzystuje dokumentacje techniczną i potrafi samodzielnie uzupełnić swoją wiedzę podczas tworzenia kodu K_U03, K_U09 dla FTs2

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1 - Umie krytycznie oceniać wyniki wydajności przetwarzania danych przedstawiane w literaturze – K_K01 dla FTs2 K2 – Umie krytycznie oceniać swoje umiejętności i szybkość programowania – K_K01 dla FTs2 K3 – Posiada umiejętność prowadzenia dyskusji na temat wydajności proponowanych rozwiązań implementacyjnych, potrafi precyzyjnie zadawać pytania – K_K01 dla FTs2

Metody dydaktyczne

Metody dydaktyczne podające: - pogadanka - wykład informacyjny (konwencjonalny) - wykład konwersatoryjny Metody dydaktyczne poszukujące: - ćwiczeniowa - laboratoryjna

Metody dydaktyczne podające

- pogadanka
- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład konwersatoryjny

Metody dydaktyczne poszukujące

- ćwiczeniowa
- laboratoryjna

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

Kurs programowania C (np. 0800-JPRO)

Koordynatorzy przedmiotu

Marcin Sylwestrzak

Kryteria oceniania

Metody oceniania:
kolokwium- W1, W2, W3, U1, U2, U3, K1, K2, K3

Kryteria oceniania:
Wykład: zaliczenie bez oceny na podstawie laboratorium

Laboratorium: zaliczenie na ocenę na podstawie dwóch kolokwiów

ndst – <50%
dst- 50% - 59%
dst plus- 60% - 69%
db- 70% - 79%
db plus- 80% - 89%
bdb- >90%

Możliwość zdobycia dodatkowej oceny/plusów za aktywność w czasie zajęć.

Praktyki zawodowe

nie dotyczy

Literatura

Literatura podstawowa:
1. Jason Sanders, Edward Kandrot, "CUDA w przykładach. Wprowadzenie do ogólnego programowania procesorów GPU", Helion 2012
2. NVIDIA, "CUDA_C_Programming_Guide"
3. NVIDIA, "CUDA_C_Best_Practices_Guide"

Literatura uzupełniająca:
1. David B. Kirk and Wen-mei W. Hwu, "Programming massively parallel processors : a hands-on approach", Burlington, MA : Morgan Kaufmann Publ., 2010

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0800-PROGRAF w USOSweb