Programmering av parallelldatorer - metoder och verktyg

Mål

Paralleldatorer används för att lösa tunga beräkningsproblem. Studenten ska tillägna sig kunskap om programmering av parallelldatorer och behärska ett urval metoder och hjälpmedel. Kursen skall även ge inblick i hur parallelldatorer kan utnyttjas för några tillämpningsområden, såsom bildanalys och tekniska beräkningar. Efter kursen ska studenten kunna

• använda effektiva metoder och språk för programmering av parallella datorarkitekturer,
• programmera parallelldatorer med distribuerat minne (MPI) och delat minne (OpenMP).

Innehåll

Arkitekturen hos parallelldatorsystem: Minneshierarkier, delat minne samt distribuerade minnesarkitekturer. Vektoroperationer. Parallella exekveringsmodeller och språk. Prestandamätning och uppsnabbning. Meddelandesändningsbaserad programmering, multithreading respektive dataparallell programmering. Design och analys av grundläggande parallella algoritmer. Tidskomplexitet. Skalbarhet. Schemaläggning av parallellprogram. Verktyg för parallellprogrammering. MPI (Message Passing Interface) och OpenMP. Grundläggande parallella numeriska algoritmer och BLAS (Basic Linear Algebra Subprograms). Tillämpningsområden för parallellprogrammering. Parallell lösning av ekvationssystem. Laborationskursen ger praktisk kunskap om programmering av parallella datorsystem, olika programmeringsparadigmer används.