Paralelní architektury počítačů

Přednášející:

Ivan Šimeček (gar.)

Cvičící:

Ivan Šimeček (gar.)

Předmět zajišťuje:

katedra počítačových systémů

Anotace:

Studenti v předmětu získají přehled o současných paralelních architekturách a procesorech: paralelní mikroarchitektury, vícevláknové a vícejádrové procesory, grafické akcelerátory a digitální signálové procesory. Studenti rovněž získají praktické dovednosti při programování těchto systémů.

Požadavky:

Programování v jazyce C, paralelní algoritmy, základy architektur počítačů, principy proudového zpracování.

Osnova přednášek:

1. Úvod do předmetu, kompilátorové optimalizace

2. Architektury SIMD, programování, řešení datových závislostí, pokrytí latence instrukcí.

3. VLIW architektury, programování, spekulativní řešení datových závislostí, řešení výjimek.

4. Homogenní vícejádrové procesory, paměťový subsystém, přerušení, programátorská prostředí a překladače pro vícejádrové procesory.

5. Grafické akcelerátory.

6. Programátorská prostředí a překladače pro grafické akcelerátory I.

7. Programátorská prostředí a překladače pro grafické akcelerátory II.

8. Programátorská prostředí a překladače pro grafické akcelerátory III.

9. Programátorská prostředí a překladače pro grafické akcelerátory (OpenCL).

10. Heterogenní vícejádrové procesory, sdílená a lokální paměť, datové přenosy.

11. Digitálni signálové procesory, DSP VLIW architektury..

12. Speciální paralelní výpočetní architektury, virtuální počítače, systémy na čipu (SoC, NoC), přepínací sítě, synchronní a asynchronní propojování modulů, neuronové sítě.

13. Závěrečná přednáška, shrnutí, opakování

Osnova cvičení:

1. Úvod do předmětu, zadání projektů

2. Úvod do vývojových prostředí, technologie OpenMP

3. Konzultace k projektu, prezentace projektů I

4. Konzultace k projektu

5. Prezentace projektů II

6. Prezentace projektů III, zápočet

Cíle studia:

Význam paralelního programování v současnosti rapidně roste v důsledku toho, že Moorův zákon se přesunul do paralelizace procesorů. multiprocesorové systémy se stávají běžnou komoditou a s těmito systémy se tak setkává běžně i koncový uživatel PC. To se stává výzvou pro vývojáře programů, neboť běžné aplikace bude třeba maximálně paralelizovat. Cílem předmětu je poskytnout přehled paralelních architektur v PC a grafických akcelerátorech. Cílem je také naučit studenty nástroje a metody pro programování takových systémů.

Studijní materiály:

1. El-Rewini, H., Abd-El-Barr, M. ''Advanced Computer Architecture and Parallel Processing''. Wiley-Interscience, 2005. ISBN 0471467405.

2. De Micheli, G., Benini, L. ''Networks on Chips: Technology and Tools''. Morgan Kaufmann, 2006. ISBN 0123705215.

3. Jerraya, A., Wolf, W. ''Multiprocessor Systems-on-Chips''. Morgan Kaufmann, 2004. ISBN 012385251X.

4. Keckler, S. W., Olukotun, K., Hofstee, H. P. ''Multicore Processors and Systems''. Springer, 2009. ISBN 1441902627.

Poznámka:

Rozsah=prednasky+proseminare+cviceni2p+1c, Prednasejici: Ing. Ivan Šimeček Ph.D.

Další informace:

https://edux.fit.cvut.cz/courses/MI-PAP

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

	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 T9:349 Šimeček I. 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice NBFIT místnostmístnost T9:350 Šimeček I. 16:15–17:45 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT PC ucebna místnost T9:350 Šimeček I. 16:15–17:45 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 102) Dejvice NBFIT PC ucebna
Út
St
Čt
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Projektování číslicových systémů - verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2010 (povinný předmět oboru)
• Počítačové systémy a sítě - verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2010 (povinný předmět oboru)
• Společný plán před přiřazením do oboru, verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2010 (VO)
• Společný plán před přiřazením do oboru, verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2011 (VO)
• Projektování číslicových systémů - verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2011 (povinný předmět oboru)
• Počítačové systémy a sítě - verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2011 (povinný předmět oboru)
• Společný plán před přiřazením do oboru, verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2012 (VO)
• Projektování číslicových systémů - verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2012 (povinný předmět oboru)
• Počítačové systémy a sítě - verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2012 (povinný předmět oboru)