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:

Vstupní 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:

Opakovaně do studia zapsaní studenti s uznatelnou zkouškou z PAR mají uznanou zkoušku z předmětu PDP.

Rozvrh na zimní semestr 2018/2019:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2018/2019:

	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
St	místnost T9:348 Šoch M. 07:30–09:00 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:348 Šoch M. 09:15–10:45 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:348 Šoch M. 11:00–12:30 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:348 Šoch M. 12:45–14:15 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:348 Šoch M. 14:30–16:00 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:348 Šoch M. 16:15–17:45 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:348 Šoch M. 18:00–19:30 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebna místnost T9:348 Šoch M. 09:15–10:45 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:351 Šimeček I. 14:30–16:00 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:351 Šimeček I. 16:15–17:45 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:348 Šoch M. 18:00–19:30 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebna místnost T9:348 Šoch M. 11:00–12:30 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:351 Šimeček I. 14:30–16:00 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:348 Šoch M. 16:15–17:45 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebna místnost T9:348 Šoch M. 12:45–14:15 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:348 Šoch M. 14:30–16:00 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebnamístnost T9:351 Šimeček I. 16:15–17:45 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebna
Čt	místnost T9:105 Tvrdík P. 14:30–16:00 SUDÝ 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, 2017 a 2018 (povinný předmět programu)
Počítačové systémy a sítě, verze 2016, 2017 a 2018 (povinný předmět programu)
Návrh a programování vestavných systémů, verze 2016, 2017 a 2018 (povinný předmět programu)
Zaměření Informační systémy a management, verze 2016, 2017 a 2018 (povinný předmět programu)
Zaměření Softwarové inženýrství, verze 2016, 2017 a 2018 (povinný předmět programu)
Zaměření Webové inženýrství, verze 2016, 2017 a 2018 (povinný předmět programu)
Společný magisterský plán před přiřazením do oboru, verze 2016, 2017 a 2018 (povinný předmět programu)
Zaměření Systémové programování, verze 2016, 2017 a 2018 (povinný předmět programu)
Zaměření Teoretická informatika, verze 2016-2017 (povinný předmět programu)
Specializace Teoretická informatika, verze 2018 (povinný předmět programu)
Znalostní inženýrství, verze 2018 (povinný předmět programu)