Software Paral·lel (Curs 2002/2003)

Formar a l'alumne en una metodologia de disseny de software paral·lel, tot familiaritzant-lo amb els llenguatges de programació que actualment s'usen en el món del paral·lelisme. L'enfocament del curs es basa en una aproximació pràctica al disseny paral·lel, a fi i efecte que l'estudiant sigui capaç de resoldre els problemes reals del mercat. La metodologia de disseny ens portarà a l'estudi del disseny d'algorismes, l'anàlisi del rendiment i la construcció de programes. Es donarà la descripció de les diferents eines existents tot presentant exemples reals d'aplicació.

1. ELS COMPUTADORS PARAL.LELS I LA COMPUTACIÓ EN PARAL·LEL
1. El paral·lelisme i la computació
2. Un model de màquina paral·lela
3. Un model de programació paral·lela
4. Exemples d'algorismes paral·lels


2. EL DISSENY D'ALGORISMES PARAL·LELS
1. El disseny metodològic
2. Particionat
3. Esquema de comunicacions
4. Agglomeration
5. Mapping
6. Exemple: Un model per a l'estudi atmosfèric
7. Exemple: Floorplanning
8. Exemple: Química computacional


3. UNA BASE QUANTITATIVA PER AL DISSENY PARAL·LEL
1. Definició de rendiment
2. Aproximacions a la modelització del rendiment
3. El desenvolupament de models de rendiment
4. Anàlisi de l'escalabilitat dels dissenys
5. Estudis experimentals
6. Avaluació d'implementacions
7. Un model fiable per calcular el cost de les comunicacions
8. Entrada/Sortida
9. Cerca de camins mínims


4. EL DISSENY PARAL·LEL MODULAR
1. Revisió del disseny modular seqüencial
2. Modularitat i computació paral·lela
3. Anàlisi del rendiment
4. Exemple: Convolució
5. Exemple: Espai de tuples
6. Exemple: Multiplicació de matrius



PART II: EINES DE PROGRAMACIÓ I ANÀLISI DEL RENDIMENT



5. PARALLEL VIRTUAL MACHINE (PVM)
1. Introducció
2. Característiques bàsiques PVM
3. Funcions de llibreria
4. Exemples sobre llenguatge C
5. Consideracions addicionals
6. Debugging
7. Annex sintàctic


6. MESSAGE PASSING INTERFACE (MPI)
1. El model de programació MPI
2. Les bases del MPI
3. Operacions globals
4. Comunicacions asíncrones
5. Modularitat
6. Altres característiques del MPI
7. Aspectes de rendiment
8. Exemple: Model del sistema Terra


7. HIGH PERFORMANCE FORTRAN (HPF)
1. Data Parallelism
2. Fortran 90
3. Distribució de dades
4. Concurrència
5. Modularitat: enllaç entre els diferents mòduls
6. Altres característiques del HPF
7. Aspectes de rendiment
8. Exemple: Eliminació Gaussiana

• Bàsica
• Ian Foster, "Designing and Building Parallel Programs: Concepts and Tools for Parallel Software Engineering". Addison-Wesley 1995

• D'ampliació
• Gary W. Sabot (Editor), "High Performance Computing. Problem Solving with Parallel and Vector Architectures". Addison-Wesley 1995
• Joseph Jaja, "An Introduction to Parallel Algorithms". Addison-Wesley 1992.
• Michael J. Quinn, "Parallel Computing: Theory and Practice". McGraw Hill 1994.
• Kay Hwang, "Advanced Computer Architecture: Parallelism, Scalability and Programmability". McGraw Hill 1993.

El sistema d'avaluació de l'assignatura tindrà present:

• El projecte (pràctica) realitzat
• Els exàmens efectuats

Projecte

Tots els alumnes, en grups de dos, hauran de desenvolupar un projecte real de disseny i implementació de la solució paral·lela d'un problema. Durant el curs es faran dos lliurements:

1. Disseny metodològic i model teòric de rendiment de l'aplicació (26 d'abril del 2003)
2. Lliurament complet de l'aplicació (31 de maig del 2003)

En la documentació de l'assignatura es donarà l'enunciat de la pràctica i més detalls sobre el seu desenvolupament.

Exàmens

Les convocatòries d'exàmens seran:

• Febrer (examen parcial) (Temes: 1, 2 i 3)
• Juny (examen final) (Tot el programa)
• Setembre (examen final) (Tot el programa)

L'examen de febrer s'ha d'entedre com un control de coneixements. La nota obtinguda en aquest examen servirà per ajudar al professor en l'avaluació de juny, a la vegada que servirà a l'estudiant a comprovar el seu nivell de coneixements. Val a dir que aquest examen de febrer, tot i considerar-se un control de coneixements, és molt recomanable de fer-lo i de preparar-lo convenientment.

Algorisme de puntuació

El sistema d'avaluació de l'assignatura tindrà present el projecte (pràctica) realitzat i els exàmens efectuats. Pel que fa al projecte tots els alumnes, en grups de dos, hauran de desenvolupar un projecte real de disseny i implementació paral·lela. Les convocatòries d'exàmens seran: febrer (examen parcial), juny (examen final) (tot el programa) i setembre (examen final) (tot el programa). L'examen de febrer s'ha d'entendre com un control de coneixements. La nota obtinguda en aquest examen servirà per ajudar al professor en l'avaluació de juny, a la vegada que servirà a l'estudiant a comprovar el seu nivell de coneixements. Val a dir que aquest examen de febrer, tot i considerar-se un control de coneixements, és molt recomanable de fer-lo i de preparar-lo convenientment. Per aprovar l'assignatura cal aprovar independentment l'examen final i el projecte. A l'examen final (juny o setembre) només es podran presentar aquells alumnes que hagin presentat i aprovat el seu projecte. La nota final serà la mitjana ponderada de les notes obtingudes en el projecte i en l'examen final. El pes del projecte sobre la nota final serà del 50%, i el pes de l'examen serà del 50%.



---


Links



Alguns punters interessants.




---


Resultats d'una pràctica



Simulació del trànsit a un tram de l'Eixample.




---

Última actualització: 30 de setembre del 2002

---