Παράλληλη Επεξεργασία (Θεωρία)

Πληροφορίες Μαθήματος

Εξάμηνο Μαθήματος:
7
Μέρος Μαθήματος:
Θεωρία
Κωδικός Μέρους Μαθήματος:
244705
Εβδομαδιαίες Ώρες Διδασκαλίας:
2
Μονάδες ECTS Μαθήματος:
4.5
Διαθέσιμο σε σπουδαστές ERASMUS:
Όχι
Προσωπικό Μαθήματος:


Σκοπός Μαθήματος

Το μάθημα έχει ως στόχο να διδάξει στους σπουδαστές τις θεμελιώδεις και προηγμένες έννοιες των παράλληλου προγραμματισμού. Τα θέματα περιλαμβάνουν συστήματα μνήμης, διαφορετικές προσεγγίσεις προγραμματισμού παράλληλων υπολογιστών (OpenMP, MPI, CUDA) και την επεκτασιμότητα και την αποδοτικότητα των παράλληλων αλγορίθμων και συστημάτων.


Μαθησιακοί Στόχοι

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο σπουδαστής θα μπορεί:

  • Να περιγράψει τα διαφορετικά μοντέλα παράλληλου προγραμματισμού και να διακρίνει τις διαφορές τους και τα βασικότερα πλεονεκτήματά τους.
  • Να σχεδιάσει αποδοτικούς παράλληλους αλγόριθμους και εφαρμογές.
  • Να αναλύει τις απαιτήσεις προγραμματισμού ενός παράλληλου συστήματος και να αξιολογεί τις αδυναμίες των παράλληλων μοντέλων και πως μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προγραμματισμό παράλληλων συστημάτων.
  • Να αναλύει την απόδοση . παράλληλων προγραμμάτων και εφαρμογών και να εκτιμά τους τύπους των εφαρμογών για τις οποίες ο παράλληλος προγραμματισμός είναι αποδοτικός και χρήσιμος.
  • Να μετράει την απόδοση των παράλληλων προγραμμάτων και εφαρμογών που υλοποιεί με σύγχρονα μέτρα, τεχνικές και εργαλεία.
  • Nα χρησιμοποιεί την διεθνή βιβλιογραφία για έρευνα και λύσεις σε προβλήματα παράλληλης επεξεργασίας.


Γενικές Ικανότητες

  • Αυτόνομη εργασία
  • Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
  • Ομαδική εργασία
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Εργασία σε διεθνές περιβάλλον


Περιγραφή Μαθήματος

  • Εισαγωγή στην παράλληλη επεξεργασία.
  • Αρχιτεκτονικές παράλληλης επεξεργασίας.
  • Αρχές παράλληλου προγραμματισμού.
  • Παράλληλο Υλικό και Λογισμικό.
  • Μέθοδοι, τεχνικές και δίκτυα διασύνδεσης.
  • Προγραμματιστικά μοντέλα και εργαλεία.
  • Σχεδιασμός και υλοποίηση παράλληλων προγραμμάτων. Συγχρονισμός.
  • Μελέτη, ανάλυση και πρόβλεψη επίδοσης. Συγχρονισμός.
  • Ανάπτυξη εφαρμογών παράλληλης επεξεργασίας με χρήση MPI.
  • Aνάπτυξη εφαρμογών παράλληλης επεξεργασίας με χρήση OpenMP.
  • Προηγμένος προγραμματισμός με OpenMp.
  • Aνάπτυξη εφαρμογών παράλληλης επεξεργασίας με χρήση CUDA.
  • Προβλήματα παράλληλης επεξεργασίας.

Αξιολόγηση Σπουδαστών

Γραπτή Εξέταση: 60%

Προαιρετική εργασία  η οποία προσμετρά στο 20% της βαθμολογίας της θεωρίας.


Βιβλιογραφία

  • Γ. Πάντζιου, Β. Μάμαλης, Α. Τομαράς, 2013, Εισαγωγή στον Παράλληλο Υπολογισμό, Έκδοση 1η, Εκδόσεις Νέως Τεχνολογιών Μον. ΕΠΕ
  • Σ. Παπαδάκης, Κ. Διαμαντάρας, 2012, Προγραμματισμός και Αρχιτεκτονική Συστημάτων Παράλληλης Επεξεργασίας, 1η, Εκδόσεις Κλειδάριθμος ΕΠΕ
  • P. S. Pacheco,Εισαγωγή στον Παράλληλο Προγραμματισμό, 2015, Έκδ. 1η, Εκδόσεις Κλειδάριθμος ΕΠΕ
  • A. Grama, V. Kumar, A. Gupta, G. Karypis, 2003, Introduction to Parallel Computing, Addison Wesley
  • M. J. Quinn, Parallel Programming in C with MPI and OpenMP, 2004, 1st Ed., McGraw Hill
  • M. McCool, J. Reinders, A. Robison, 2012, Structured Parallel Programming: Patterns for Efficient Computation, 1st Ed., Morgan Kaufmann
  • D. Serpanos, T. Wolf, 2011, Architecture of Network Systems, Morgan-Kaufmann Publishers
  • Free online books (pdf, epub)
  • Lecture and Lab Notes