Programowanie równoległe i rozproszone 1000-I2PRR

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).
Implementacja algorytmów z wykorzystaniem PCJ.
Wybrane miary złożoności algorytmów równoległych.
Klasyczne problemy współbieżności i poprawność programów współbieżnych.
Podstawy modelu programowania CUDA, elementy języka CUDA C

Całkowity nakład pracy studenta

30 godz.	-	wykład
30 godz.	-	ćwiczenia laboratoryjne
40 godz.	-	bieżące przygotowanie do zajęć, w tym rozwiązywanie zadań zleconych przez prowadzących, zapoznanie się z informacją zwrotną dotyczącą rozwiązanych zadań oraz konsultacje z prowadzącymi zajęcia,
10 godz.	-	praca własna: studiowanie literatury
20 godz.	-	praca własna: zapoznanie się z materiałami dodatkowymi, m.in. dokumentacją bibliotek
20 godz.	-	praca własna: przygotowanie do egzaminu
Razem: 150 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_W02, K_W03

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_U08, K_U13
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

Metody dydaktyczne podające

- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy
- wykład konwersatoryjny

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

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

Koordynatorzy przedmiotu

Marek Nowicki

Kryteria oceniania

Zaliczenie laboratorium na ocenę - na podstawie programów wykonanych w ramach prac domowych (weryfikacja efektów uczenia: W1, U2, U3, U4, K1, K2, K3).
Podejście do egzaminu po zaliczeniu laboratorium.
Pozytywna ocena z egzaminu pisemnego z wykładu (weryfikacja efektów uczenia: W1, U1, U2, K1).

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

Więcej informacji

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

Strona przedmiotu 1000-I2PRR w USOSweb