Paralelní algoritmy a systémy

Vztahy:

Předmět MI-PAR.2 může při kontrole studijních plánů nahradit předmět MI-PDP.16

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra počítačových systémů

Anotace:

Studenti se seznámí s metodami, které umožňují rozumět výkonnostním charakteristikám paralelních algoritmů, s důrazem na zrychlení, efektivnost a škálovatelnost. Mají pochopit, jaké teoretické i praktické aspekty má navrhování, provádění a analýza paralelních algoritmů a jak při této analýze složitosti zohlednit architekturu a technologické parametry paralelního či distribuovaného počítačového systému. Naučí se přenášet zkušenosti ze standardní algoritmizace na systémy s více procesory. Dílčí přínos předmětu je zvládnutí metod asymptoticky přesného řešení rovnic, které nejsou algebraicky přesně řešitelné a zvládnutí některých technik odhadu spodních mezí složitosti paralelních řešení problémů.

Požadavky:

Základy asymptotické aritmetiky, základní programovací techniky a datové struktury, sekvenční algoritmizace, základní teorie grafů.

Osnova přednášek:

1. Měřítka výkonnosti paralelních výpočtů.

2. Modely paralelních systémů se sdílenou pamětí.

3. Propojovací sítě paralelních počítačů.

4. Vnořování a simulace propojovacích sítí.

5. Modely meziprocesorové komunikace a směrování.

6. Algoritmy pro kolektivní komunikaci.

7. Základní paralelní algoritmizace.

8. Paralelní třídící algoritmy.

9. Paralelní algoritmy pro lineární algebru.

10. Paralelní algoritmy pro prohledávání kombinatorického stavového prostoru.

Osnova cvičení:

1. Měřítka výkonnosti paralelních výpočtů.

2. Modely paralelních systémů se sdílenou pamětí.

3. Propojovací sítě paralelních počítačů.

4. Vnořování a simulace propojovacích sítí.

5. Modely meziprocesorové komunikace a směrování.

6. Algoritmy pro kolektivní komunikaci.

7. Základní paralelní algoritmizace.

8. Paralelní třídící algoritmy.

9. Paralelní algoritmy pro lineární algebru.

10. Paralelní algoritmy pro prohledávání kombinatorického stavového prostoru.

Cíle studia:

Cílem předmětu je poskytnout základní teoretickou průpravu paralelní algoritmizace, která studentovi umožní navrhovat a implementovat algoritmy pro paralelní systémy, počínaje multicore systémy a systémy na čipu, až po klastry, rozumět jejich chování a analyzovat výkonnostní charakteristiky.

Studijní materiály:

1. Tvrdík, P. ''Parallel algorithms and computing''. Praha: ČVUT, 2009. ISBN 80-01-02267-6.

2. Duato, J., Yalamanchili, S., Ni, L. M. ''Interconnection Networks: An Engineering Approach''. IEEE, 1997. ISBN 0818678003.

3. Greenlaw, R., Hoover, J. H., Ruzzo, W. L. ''Limits to Parallel Computation: P-Completeness Theory''. Oxford University Press, 1995. ISBN 0195085914.

4. Jaja, J. ''An Introduction to Parallel Algorithms''. Addison-Wesley Professional, 1992. ISBN 0201548569.

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

6. Miller, R., Boxer, L. ''Algorithms Sequential and Parallel: A Unified Approach''. Pearson Education, 1999. ISBN 0130863734.

7. Wilkinson, B., Allen, M. ''Parallel Programming: Techniques and Applications Using Networked Workstations and Parallel Computers''. Prentice Hall, 1998. ISBN 0136717101.

Poznámka:

Opozdilcům: student, kterému chybí PAR, si zapíše PDP a po úspěšném absolvování se podrobí rozdilové zkoušce.

Opakující student s uznatelnou zkouskou z PAR ma uznanou zkousku pro PDP.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: