„Vysokovýkonné počítačové systémy a aplikácie“ - kurz 40 000 rubľov. z MsÚ, tréning 8 týždňov. (2 mesiace), Dátum: 27. november 2023.
Rôzne / / November 27, 2023
Účel Implementácia programu je základným školením pre jednotlivcov, ktorí chcú získať vedomosti a zručnosti v oblasti vývoja vysokovýkonných aplikácií pre superpočítače.
Program študuje základné koncepty a princípy konštrukcie superpočítačových systémov, architektúru a funkčnosť softvéru superpočítačového systému, Technológie paralelného programovania MPI a OpenMP, metódy ladenia a ladenia efektivity paralelných programov pre superpočítače využívajúce technológie MPI message pass a OpenMP.
Osobitná pozornosť sa venuje štúdiu a praktickému vývoju študovaných technológií a používaných metód budovanie paralelných programov na príklade superpočítačov inštalovaných na Moskovskej štátnej univerzite: systémy Lomonosov a Blue Gene/P. Študujú sa najmä vlastnosti používania moderných kompilátorov pre programovacie jazyky C, C++, Fortran nainštalované na týchto systémoch, použitie paralelné matematické knižnice, inštrumentálne systémy na ladenie a nastavenie efektivity paralelných programov, metódy na organizáciu paralelnej práce s súbory.
Forma štúdia
Na plný úväzok
Rozsah programu (akademické hodiny)
Celkom - 72
Učebňa - 60
Požiadavky na prijatie: osoby s vysokoškolským vzdelaním, odborná činnosť - vedci v oblasti informačných a komunikačných technológií, využitie matematického modelovania vysokovýkonné počítačové systémy, učitelia vysokých škôl, inžinieri a technickí pracovníci organizácií spojených s používaním vysokovýkonných počítačov technológie.
Výsledky vzdelávania:
Znalosť technológií paralelného programovania MPI a OpenMP, práca so superpočítačmi a informačnými sieťami; pochopenie princípov konštrukcie superpočítačových architektúr a ich softvéru, znalosť základných metód a nástrojov na vývoj paralelných programov pre superpočítače.
V dôsledku zvládnutia kurzu by študent mal:
vedieť:
· základy metód vývoja paralelných programov pre superpočítače;
· princípy návrhu architektúry superpočítačov;
· špecifikácia technológie paralelného programovania MPI-1 a MPI-2, zloženie a vlastnosti rôznych otvorených knižníc, ktoré implementujú štandardy MPI;
· Direktívy a funkcie OpenMP;
· základné pojmy a smernice systémov riadenia úloh pre superpočítače;
· metódy vzdialeného prístupu k superpočítačom, protokoly ssh a ftp pre vzdialený prístup a kopírovanie informácií;
· metódy hodnotenia účinnosti paralelných programov
byť schopný:
· efektívne aplikovať študované technológie v praxi vývoja paralelných programov pre superpočítače Lomonosov a Blue Gene/P.
vlastné technológie na vývoj paralelných programov pre superpočítače.
Modul 1. Úvod do témy vysokovýkonných počítačov.
1.1. Základné definície a základné pojmy.
1.2. Odôvodnenie potreby vývoja superpočítačov. Úlohy „Veľká výzva“.
1.3. Hlavné smery vývoja superpočítačových technológií. Problémy exaflop computingu.
1.4. Vzorové problémy
2. Princípy navrhovania architektúr pre vysokovýkonné výpočtové systémy.
2.1. Základné prvky architektúr viacprocesorových výpočtových systémov.
2.1.1. Uzly procesora. Príklady implementácií.
2.1.2. Viacúrovňová organizácia pamäte superpočítačov.
2.1.3. Metódy implementácie komunikačných subsystémov uzlov procesora.
2.1.4. Metódy hardvérovej organizácie vstupno-výstupných systémov.
2.2. Prehľad architektúr viacprocesorových výpočtových systémov.
2.2.1. Viacprocesorové systémy so zdieľanou pamäťou.
2.2.2. Viacprocesorové systémy s distribuovanou pamäťou.
2.2.3. Heterogénne vysokovýkonné výpočtové systémy
2.2.4. Masívne paralelné výpočtové systémy.
2.2.5. Klastrové systémy.
2.3. Metódy hodnotenia výkonnosti výpočtových systémov.
2.4. Trendy vo vývoji vysokovýkonných výpočtových systémov. Moorov zákon. Top500 a Top50 zoznam.
2.5. Príklady architektúr vysokovýkonných výpočtových systémov.
2.5.1. Architektúra superpočítača Moskovskej štátnej univerzity "Lomonosov"
2.5.2. Architektúra multiprocesorového systému zdieľanej pamäte IBM Regatta.
2.5.3. Architektúra masívne paralelného výpočtového systému BlueGene/P
3. Základné prvky softvéru pre viacprocesorové výpočtové systémy.
3.1. OS .
3.2. Paralelné súborové systémy.
3.3. Systémy riadenia práce.
3.4. Paralelné matematické knižnice.
3.5. Programovacie systémy a prostredia nástrojov na vývoj a ladenie paralelných programov.
3.6. Softvér superpočítača Lomonosov, BlueGene/P.
Modul 2. Základy technológie OpenMP.
2.1 Základné pojmy. Sekundárne funkcie. Paralelné a sekvenčné oblasti. Rozdelenie práce. Paralelné slučky.
2.2 Paralelné rezy. Úlohy. Metódy synchronizácie.
Modul 3. Základy technológie prenosu správ MPI.
3.1. Štandardy MPI: implementácia, smery vývoja.
3.2. Základné pojmy, princípy konštrukcie paralelných programov pomocou technológie MPI.
3.3. Koncept režimov prenosu správ.
3.4. Organizácia výmen z bodu do bodu.
3.5. Kolektívne operácie MPI.
3.6. Odvodené dátové typy.
3.7. Virtuálne topológie a operácie na komunikátoroch.
3.8. Interkomunikátory. Jednosmerná komunikácia. Chyba pri spracovaní.
3.9. Dynamické riadenie procesov. Paralelné I/O.