Παρουσίαση/Προβολή

Περιεχόμενο μαθήματος

• Αρχιτεκτονική συστημάτων υπολογιστών υψηλών επιδόσεων: Επεξεργαστές, ανυσματικοί επεξεργαστές, επεξεργαστές γραφικών. Συστήματα μοιραζόμενης μνήμης. Ιεραρχίες μνήμης, συνοχή κρυφής μνήμης, UMA/NUMA. Συστήματα κατανεμημένης μνήμης, διασυνδετικά δίκτυα. Σύγχρονα υπολογιστικά συστήματα υψηλών επιδόσεων.
• Θεωρητική εκτίμηση και πειραματική ανάλυση επιδόσεων υπολογιστικών συστημάτων και εφαρμογών. Μετρικές.
•  Κύριες ομάδες αλγορίθμων και εφαρμογών υψηλών επιδόσεων.
•  Γλώσσες και περιβάλλοντα προγραμματισμού συστημάτων υψηλών επιδόσεων.
• Αλγοριθμικά και προγραμματιστικά πρότυπα για την ανάπτυξη παράλληλων εφαρμογών υψηλών επιδόσεων. Μεθοδολογία και μελέτες περίπτωσης.
•  Ανάπτυξη εφαρμογών σε υπολογιστικά συστήματα μοιραζόμενης μνήμης
•  Ανάπτυξη εφαρμογών σε υπολογιστικά συστήματα κατανεμημένης μνήμης
•  Ανάπτυξη εφαρμογών σε υπολογιστικά συστήματα επιταχυντών γραφικών και ανυσματικών επεξεργαστών.

Μαθησιακοί στόχοι

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση:
• Να διακρίνει τις βασικές κατηγορίες υπολογιστικών συστημάτων υψηλών επιδόσεων και να τις συσχετίσει με κύριες ομάδες εφαρμογών.
• Να εξηγήσει τις κύριες προκλήσεις των διαφόρων υπολογιστικών συστημάτων για την επίτευξη υψηλών επιδόσεων, στο επίπεδο των επεξεργαστών και επιταχυντών γραφικών, της ιεραρχίας μνήμης και διασυνδετικών δικτύων.
• Να εξηγήσει και να εφαρμόσει τις βασικές μετρικές επιδόσεων σε θεωρητικό και πειραματικό επίπεδο.
• Να εφαρμόσει μεθοδολογίες αλγοριθμικών και προγραμματιστικών προτύπων στην ανάπτυξη εφαρμογών για συστήματα υψηλών επιδόσεων.
• Να υλοποιήσει προγραμματιστικά βασικές οικογένειες αλγορίθμων, να εκσφαλματώσει και να μετρήσει πειραματικά τις επιδόσεις τος σε περιβάλλοντα μοιραζόμενης, κατανεμημένης μνήμης και επιταχυντών γραφικών.

Βιβλιογραφία

• Εισαγωγή στο Παράλληλο Προγραμματισμό, P.S. Pacheco, Εκδ. Κλειδάριθμος 2015
• Προγραμματισμός μαζικά παράλληλων επεξεργαστών, Kirk, David; Hwu, Wen-mei. Κλειδάριθμος, 2010.
• Μάργαρης, Αθανάσιος Ι. MPI θεωρία & εφαρμογές. Θεσσαλονίκη : Τζιόλας, 2008

- Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

• IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems
• Journal of Parallel and Distributed Computing
• Parallel Computing
• International Journal of High Performance Computing Applications
• International Journal of High Performance Computing and Networking

Μέθοδοι διδασκαλίας

Διαλέξεις

Εργαστηριακές ασκήσεις

Προγραμματιστικές Εργασίες

Μέθοδοι αξιολόγησης

Γραπτές εξετάσεις

Αξιολόγηση ασκήσεων και εργασιών

Διδάσκοντες

Κωνσταντίνος Γ. Μαργαρίτης

Προτεινόμενα συγγράμματα

• Εισαγωγή στο Παράλληλο Προγραμματισμό, P.S. Pacheco, Εκδ. Κλειδάριθμος 2015
• Προγραμματισμός μαζικά παράλληλων επεξεργαστών, Kirk, David; Hwu, Wen-mei. Κλειδάριθμος, 2010.