“Računalni sustavi i aplikacije visokih performansi” - tečaj 40 000 rubalja. iz MSU, obuka 8 tjedana. (2 mjeseca), Datum: 27.11.2023.
Miscelanea / / November 27, 2023
Svrha Provedba programa je osnovna obuka za pojedince koji žele steći znanja i vještine u razvoju aplikacija visokih performansi za superračunala.
Program proučava osnovne koncepte i principe izgradnje superračunalnih sustava, arhitekturu i funkcionalnost softvera superračunalnih sustava, MPI i OpenMP tehnologije paralelnog programiranja, metode za otklanjanje pogrešaka i podešavanje učinkovitosti paralelnih programa za superračunala koja koriste MPI tehnologije prijenosa poruka i OpenMP.
Posebna se pozornost posvećuje proučavanju i praktičnom razvoju tehnologija koje se proučavaju i korištenih metoda izgradnja paralelnih programa na primjeru superračunala instaliranih na Moskovskom državnom sveučilištu: sustavi Lomonosov i Blue Gene/P. Posebno se proučavaju značajke korištenja modernih prevoditelja za programske jezike C, C++, Fortran instalirane na ovim sustavima, korištenje paralelne matematičke knjižnice, instrumentalni sustavi za otklanjanje pogrešaka i podešavanje učinkovitosti paralelnih programa, metode organiziranja paralelnog rada s datoteke.
Oblik studija
Puno vrijeme
Opseg programa (akademski sati)
Ukupno - 72
Učionica - 60
Uvjeti upisa: osobe s visokom stručnom spremom, stručna djelatnost - znanstvenici u području informacijskih i komunikacijskih tehnologija, primjena matematičkog modeliranja računalni sustavi visokih performansi, nastavnici visokoškolskih ustanova, inženjerski i tehnički radnici organizacija povezanih s korištenjem računarstva visokih performansi tehnologija.
Ishodi učenja:
Poznavanje tehnologija paralelnog programiranja MPI i OpenMP, rad sa superračunalima i informacijskim mrežama; razumijevanje principa izgradnje arhitektura superračunala i njihovog softvera, poznavanje osnovnih metoda i alata za razvoj paralelnih programa za superračunala.
Kao rezultat savladavanja kolegija student bi trebao:
znati:
· osnove metoda razvoja paralelnih programa za superračunala;
· principi projektiranja arhitekture superračunala;
· specifikacija tehnologije paralelnog programiranja MPI-1 i MPI-2, sastav i značajke različitih otvorenih knjižnica koje implementiraju MPI standarde;
· OpenMP direktive i funkcije;
· osnovni koncepti i smjernice sustava za upravljanje zadacima za superračunala;
· metode daljinskog pristupa superračunalima, ssh i ftp protokoli za daljinski pristup i kopiranje informacija;
· metode za procjenu učinkovitosti paralelnih programa
biti u mogućnosti:
· učinkovito primijeniti proučavane tehnologije u praksi razvoja paralelnih programa za superračunala Lomonosov i Blue Gene/P.
Vlastiti tehnologije za razvoj paralelnih programa za superračunala.
Modul 1. Uvod u temu računalstva visokih performansi.
1.1. Osnovne definicije i osnovni pojmovi.
1.2. Opravdanost potrebe razvoja superračunala. Zadaci "Veliki izazov".
1.3. Glavni pravci razvoja superračunalnih tehnologija. Problemi exaflop računarstva.
1.4. Uzorak problema
2. Načela projektiranja arhitektura za računalne sustave visokih performansi.
2.1. Osnovni elementi arhitektura višeprocesorskih računalnih sustava.
2.1.1. Procesorski čvorovi. Primjeri implementacija.
2.1.2. Višerazinska organizacija memorije superračunala.
2.1.3. Metode implementacije komunikacijskih podsustava procesorskih čvorova.
2.1.4. Metode hardverske organizacije ulazno-izlaznih sustava.
2.2. Pregled arhitektura višeprocesorskih računalnih sustava.
2.2.1. Višeprocesorski sustavi sa zajedničkom memorijom.
2.2.2. Višeprocesorski sustavi s distribuiranom memorijom.
2.2.3. Heterogeni računalni sustavi visokih performansi
2.2.4. Masivni paralelni računalni sustavi.
2.2.5. Sustavi klastera.
2.3. Metode za ocjenu performansi računalnih sustava.
2.4. Trendovi u razvoju računalnih sustava visokih performansi. Mooreov zakon. Top500 i Top50 lista.
2.5. Primjeri arhitektura računalnih sustava visokih performansi.
2.5.1. Arhitektura superračunala Moskovskog državnog sveučilišta "Lomonosov"
2.5.2. Arhitektura višeprocesorskog sustava dijeljene memorije IBM Regatta.
2.5.3. Arhitektura masivno paralelnog računalnog sustava BlueGene/P
3. Osnovni elementi programske opreme za višeprocesorske računalne sustave.
3.1. OS .
3.2. Paralelni datotečni sustavi.
3.3. Sustavi upravljanja poslovima.
3.4. Paralelne matematičke knjižnice.
3.5. Programski sustavi i alatna okruženja za razvoj i debugovanje paralelnih programa.
3.6. Softver za superračunalo Lomonosov, BlueGene/P.
Modul 2. Osnove OpenMP tehnologije.
2.1 Osnovni pojmovi. Sekundarne funkcije. Paralelna i sekvencijalna područja. Raspodjela rada. Paralelne petlje.
2.2 Paralelni presjeci. Zadaci. Metode sinkronizacije.
Modul 3. Osnove tehnologije MPI prijenosa poruka.
3.1. MPI standardi: implementacija, pravci razvoja.
3.2. Osnovni pojmovi, principi konstruiranja paralelnih programa pomoću MPI tehnologije.
3.3. Pojam načina prijenosa poruka.
3.4. Organizacija point-to-point razmjene.
3.5. Skupne MPI operacije.
3.6. Izvedeni tipovi podataka.
3.7. Virtualne topologije i operacije na komunikatorima.
3.8. Interkomunikatori. Jednosmjerne komunikacije. Obrada pogreške.
3.9. Dinamičko upravljanje procesom. Paralelni I/O.