Paralelní a distribuované programování

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh

Kód	Zakončení	Kredity	Rozsah	Jazyk výuky
MI-PDP.16	Z,ZK	5	2P+2C	česky

Přednášející:

Pavel Tvrdík (gar.)

Cvičící:

Pavel Tvrdík (gar.), Ivan Šimeček, Michal Šoch

Předmět zajišťuje:

katedra počítačových systémů

Anotace:

Diky rozvoji cloudových, webových a komunikačních technologií a přesunu Moorova zákona do úrovně paralelizace CPU se paralelní a distribuované aplikace stávají dominantními.

Studenti se seznámí s architekturami paralelních a distribuovaných výpočetních systémů a s jejich modely a s jazyky a prostředími pro jejich programování. Naučí se důležité paralelní algoritmy a návrhové vzory pro paralelní a distribuované programování.

Požadavky:

Základy sekvenční algoritmizace, programování, znalost jazyka C/C++, teorie složitosti, architektur počítačů a teorie grafů.

Osnova přednášek:

1. Úvod do paralelního a distribuovaného programování

2. Úvod do OpenMP

3. Paralelní algoritmy pro prohledávání stavového prostoru

4. Ladění výkonu v OpenMP

5. Paralelní programování v OpenMP

6. Paralelní řazení v OpenMP

7. Úvod do MPI

8. Paralelní algoritmy v MPI I

9. Distribuované paralelní architektury a komunikační sítě.

10. Komunikační algoritmy

11. Paralelní algoritmy v OpenMP/MPI II

12. MapReduce frameworky (principy, Hadoop, Spark,..)

Osnova cvičení:

1. Návrh a implementace sekvenčního algoritmu pro řešení semestrální úlohy.

2. Návrh a implementace paralelního algoritmu pro vícejádrový systém s použitím OpenMP - verze s task paralelismem.

3. Návrh a implementace paralelního algoritmu pro vícejádrový systém s použitím OpenMP - verze s datovým paralelismem.

4. Návrh a implementace paralelního algoritmu pro distribuovaný klastr s použitím MPI.

5. Teoretická a praktická analýza chování paralelního programu a vypracování technické zprávy.

Cíle studia:

Diky rozvoji cloudových, webových a komunikačních technologií a přesunu Moorova zákona do úrovně paralelizace CPU se paralelní a distribuované aplikace stávají dominantními.

Studijní materiály:

[1] Mattson, T.G. - Sanders, B.A. - Massingill, B.L.: Patterns for Parallel Programming. Addison-Wesley Professional. 2004. 978-0321940780.

[2] Kumar, V. - Grama, A. - Gupta, A. - Karpis, G.: Introduction to Parallel Computing: Design and Analysis of Parallel Algorithms. Benjamin-Cummings. 1994. 0805331700.

[3] Miller, R. - Boxer, L.: Algorithms Sequential and Parallel: A Unified Approach. Pearson Education. 1999. 0130863734.

[4] Wilkinson, B. - Allen, M.: Parallel Programming: Techniques and Applications Using Networked Workstations and Parallel Computers. Prentice Hall. 1998. 0136717101.

[5] Jaja, J.: An Introduction to Parallel Algorithms. Addison-Wesley. 1992. 0201548569.

Poznámka:

Tento předmět obsahově navazuje na bakalářský předmět Algoritmy a grafy 1

Rozvrh na zimní semestr 2019/2020:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2019/2020:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost TK:BS Tvrdík P. 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice NTK Ballingův sál
Út	místnost T9:351 Šoch M. 09:15–10:45 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:351 Šoch M. 11:00–12:30 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:351 Šoch M. 12:45–14:15 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:351 Šoch M. 14:30–16:00 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:351 Šoch M. 16:15–17:45 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebna místnost T9:351 Šoch M. 11:00–12:30 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:351 Šoch M. 12:45–14:15 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:351 Šoch M. 14:30–16:00 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebna
St	místnost T9:350 Šimeček I. 09:15–10:45 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:350 Šimeček I. 11:00–12:30 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:350 Šimeček I. 12:45–14:15 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:350 Šimeček I. 14:30–16:00 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebna místnost T9:350 Šoch M. 09:15–10:45 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:350 Šoch M. 11:00–12:30 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:350 Šoch M. 12:45–14:15 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:350 Šoch M. 14:30–16:00 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebna
Čt	místnost T9:155 Tvrdík P. 14:30–16:00 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice Posluchárna
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

Znalostní inženýrství, verze 2016 a 2017 (povinný předmět programu)
Počítačová bezpečnost, verze 2016 až 2019 (povinný předmět programu)
Počítačové systémy a sítě, verze 2016 až 2019 (povinný předmět programu)
Návrh a programování vestavných systémů, verze 2016 až 2019 (povinný předmět programu)
Zaměření Informační systémy a management, verze 2016 až 2019 (povinný předmět programu)
Zaměření Softwarové inženýrství, verze 2016 až 2019 (povinný předmět programu)
Zaměření Webové inženýrství, verze 2016 až 2019 (povinný předmět programu)
Společný magisterský plán před přiřazením do oboru, verze 2016 až 2019 (povinný předmět programu)
Zaměření Systémové programování, verze 2016 až 2019 (povinný předmět programu)
Zaměření Teoretická informatika, verze 2016-2017 (povinný předmět programu)
Specializace Teoretická informatika, verze 2018 až 2019 (povinný předmět programu)
Znalostní inženýrství, verze 2018 to 2019 (povinný předmět programu)