Efektivní software
| Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
|---|---|---|---|---|
| B4M36ESW | Z,ZK | 6 | 2P+2C | česky |
- Vztahy:
- Předmět B4M36ESW může při kontrole studijních plánů nahradit předmět A4M35OSP
- Předmět B4M36ESW nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět A4M35OSP (vztah je symetrický)
- Předmět B4M36ESW nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět BE4M36ESW (vztah je symetrický)
- Předmět B4M36ESW nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět BE4M36ESW (vztah je symetrický)
- Předmět B4M36ESW může být splněn v zastoupení předmětem BE4M36ESW
- Garant předmětu:
- David Šišlák
- Přednášející:
- Michal Sojka, David Šišlák
- Cvičící:
- Marek Cuchý, Joel Matějka, Michal Sojka, David Šišlák, Jiří Vlasák
- Předmět zajišťuje:
- katedra počítačů
- Anotace:
-
V předmětu Effektivní software se seznámíte s problematikou optimalizace softwaru a algoritmů při omezených zdrojích. Předmět se zaměřuje na efektivní využití moderních hardwarových architektur, tj. vícejádrových a víceprocesorových systémů se sdílenou pamětí. Přednášené techniky se student naučí implementovat v jazycích C a Java. Hlavní témata jsou: optimalizace kódu, efektivní datové struktury a využití cache paměti procesoru, datové struktury ve vícevláknových aplikacích, implementace výkonných síťových serverů.
- Požadavky:
-
znalosti z oblasti architektury počítačů, jayzků C a Java
- Osnova přednášek:
-
1. Introduction, modern computer architecture, C compilers.
2. Bentley's rules, C compiler, profiling.
3. Benchmarking, measurements, metrics, statistics, WCET, timestamping.
4. Scalable synchronization – from mutexes to RCU (read-copy-update), transactional memory, scalable API.
5. Memory access – efficient programming with caches, dynamic memory allocation (malloc, NUMA, ...)
6. Serialization of data structures – JSON, XML, protobufs, AVRO, cap'n'proto, mmap/shared memory.
7. Program run – virtual machine, byte-code, Java compiler, JIT compiler, relation to machine code, byte-code analysis, dissasembly of Java byte-code, optimization in compilers, program performance analysis, profiling.
8. Data concurrency in JVM – multi-threaded access to data, locks monitoring, atomic operations, lock-less/block-free data structures, non-blocking algorithms (queue, stack, set, dictionary), data races, synchronization.
9. Efficient servers, C10K, non-blocking I/O, efficient networking, threads.
10. JVM – Memory analysis (dynamic/static), data structures, collections for performance.
11. JVM – Object allocation, bloom filters, references, effective caching.
12. Virtualization (IOMMU, SR-IOV, PCI pass-through, virtio, …).
13. Memory Management in JVM – Memory Layout, Garbage Collectors.
- Osnova cvičení:
- Cíle studia:
- Studijní materiály:
-
[1] MIT: Performance-engineering-of-software-systems
[2] Oaks, S.: Java Performance: 2nd Edition. O'Reilly, USA 2020.
[3] Jones, R., Hosking, A., Moss, E.: The Garbage Collection Handbook - The Art of Automatic Memory Management. CRC Press, USA 2012.
[4] Herlihy, M., Shavit, N.: The Art of Multiprocessor Programming. Morgan Kaufman, 2008.
[5] Fog, A.: The microarchitecture of Intel, AMD and VIA CPU, 2016.
[6] Drepper U.: What every programmer should know about memory, 2007
[7] Jain, R.: The Art of Computer Systems Performance Evaluation. Wiley, New York 1991. (slides, book)
[8] Lilja, D. J.: Measuring Computer Performance: A Practitioner?s Guide. Cambridge University Press, 2000. (book web site, Supplemental Teaching Materials)
- Poznámka:
- Další informace:
- https://esw.pages.fel.cvut.cz/
- Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:
- Rozvrh není připraven
- Rozvrh na letní semestr 2024/2025:
-
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 Út St Čt Pá - Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Otevřená informatika - Počítačové inženýrství 2018 (povinný předmět oboru)
- Otevřená informatika - Softwarové inženýrství 2018 (povinný předmět oboru)