„Wysokowydajne systemy i aplikacje obliczeniowe” - kurs 40 000 rubli. z MSU, szkolenie 8 tygodni. (2 miesiące), Data: 27 listopada 2023 r.
Miscellanea / / November 27, 2023
Zamiar Realizacja programu stanowi podstawowe szkolenie dla osób pragnących zdobyć wiedzę i umiejętności w zakresie tworzenia wysokowydajnych aplikacji dla superkomputerów.
Program bada podstawowe pojęcia i zasady budowy systemów superkomputerowych, architekturę i funkcjonalność oprogramowania systemów superkomputerowych, Technologie programowania równoległego MPI i OpenMP, metody debugowania i dostrajania wydajności programów równoległych dla superkomputerów wykorzystujących technologie przekazywania komunikatów MPI i OpenMP.
Szczególną uwagę przywiązuje się do badania i praktycznego rozwoju badanych technologii i stosowanych metod budowanie programów równoległych na przykładzie superkomputerów zainstalowanych na Moskiewskim Uniwersytecie Państwowym: systemów Łomonosowa i Blue Gene/P. W szczególności badane są cechy wykorzystania nowoczesnych kompilatorów dla języków programowania C, C++, Fortran zainstalowanych na tych systemach, zastosowanie równoległe biblioteki matematyczne, systemy instrumentalne do debugowania i dostosowywania wydajności programów równoległych, metody organizacji pracy równoległej akta.
Forma studiów
Pełny etat
Zakres programu (godziny akademickie)
Razem - 72
Sala lekcyjna - 60
Warunki przyjęć: osoby z wykształceniem wyższym, aktywnością zawodową - naukowcy w dziedzinie technologii informacyjno-komunikacyjnych, stosowanie modelowania matematycznego systemy obliczeniowe o dużej wydajności, nauczyciele szkół wyższych, pracownicy inżynieryjno-techniczni organizacji związanych z wykorzystaniem obliczeń o wysokiej wydajności technologia.
Wyniki nauki:
Biegła znajomość technologii programowania równoległego MPI i OpenMP, praca z superkomputerami i sieciami informacyjnymi; zrozumienie zasad budowy architektur superkomputerów i ich oprogramowania, znajomość podstawowych metod i narzędzi tworzenia programów równoległych dla superkomputerów.
W wyniku opanowania przedmiotu student powinien:
wiedzieć:
· podstawy metod tworzenia programów równoległych dla superkomputerów;
· zasady projektowania architektury superkomputerów;
· specyfikacja technologii programowania równoległego MPI-1 i MPI-2, skład i cechy różnych otwartych bibliotek realizujących standardy MPI;
· Dyrektywy i funkcje OpenMP;
· podstawowe pojęcia i dyrektywy systemów zarządzania zadaniami dla superkomputerów;
· metody zdalnego dostępu do superkomputerów, protokoły ssh i ftp do zdalnego dostępu i kopiowania informacji;
· metody oceny efektywności programów równoległych
móc:
· Efektywnie zastosować poznane technologie w praktyce tworzenia równoległych programów dla superkomputerów Łomonosow i Blue Gene/P.
Własny technologie tworzenia programów równoległych dla superkomputerów.
Moduł 1. Wprowadzenie do tematu obliczeń dużej wydajności.
1.1. Podstawowe definicje i podstawowe pojęcia.
1.2. Uzasadnienie potrzeby rozwoju superkomputerów. Zadania „Wielkiego Wyzwania”.
1.3. Główne kierunki rozwoju technologii superkomputerowych. Zagadnienia obliczeń eksaflopowych.
1.4. Przykładowe problemy
2. Zasady projektowania architektur systemów obliczeniowych o dużej wydajności.
2.1. Podstawowe elementy architektury wieloprocesorowych systemów obliczeniowych.
2.1.1. Węzły procesorowe. Przykłady realizacji.
2.1.2. Wielopoziomowa organizacja pamięci superkomputerów.
2.1.3. Metody realizacji podsystemów komunikacyjnych węzłów procesorowych.
2.1.4. Metody sprzętowej organizacji układów wejścia-wyjścia.
2.2. Przegląd architektur wieloprocesorowych systemów obliczeniowych.
2.2.1. Systemy wieloprocesorowe z pamięcią współdzieloną.
2.2.2. Systemy wieloprocesorowe z pamięcią rozproszoną.
2.2.3. Heterogeniczne systemy obliczeniowe o dużej wydajności
2.2.4. Masowo równoległe systemy obliczeniowe.
2.2.5. Systemy klastrowe.
2.3. Metody oceny wydajności systemów komputerowych.
2.4. Trendy w rozwoju systemów obliczeniowych dużej wydajności. Prawo Moore'a. Lista Top500 i Top50.
2.5. Przykłady architektur systemów obliczeniowych dużej wydajności.
2.5.1. Architektura superkomputera Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego „Łomonosow”
2.5.2. Architektura systemu wieloprocesorowego z pamięcią współdzieloną IBM Regatta.
2.5.3. Architektura masowo równoległego systemu obliczeniowego BlueGene/P
3. Podstawowe elementy oprogramowania wieloprocesorowych systemów obliczeniowych.
3.1. system operacyjny
3.2. Równoległe systemy plików.
3.3. Systemy zarządzania pracą.
3.4. Równoległe biblioteki matematyczne.
3.5. Systemy programistyczne i środowiska narzędziowe do tworzenia i debugowania programów równoległych.
3.6. Oprogramowanie superkomputera Łomonosowa, BlueGene/P.
Moduł 2. Podstawy technologii OpenMP.
2.1 Podstawowe pojęcia. Funkcje drugorzędne. Obszary równoległe i sekwencyjne. Podział pracy. Pętle równoległe.
2.2 Przekroje równoległe. Zadania. Metody synchronizacji.
Moduł 3. Podstawy technologii przekazywania komunikatów MPI.
3.1. Standardy MPI: wdrażanie, kierunki rozwoju.
3.2. Podstawowe pojęcia, zasady konstruowania programów równoległych z wykorzystaniem technologii MPI.
3.3. Pojęcie sposobów transmisji komunikatów.
3.4. Organizacja wymian punkt-punkt.
3.5. Zbiorowe operacje MPI.
3.6. Pochodne typy danych.
3.7. Topologie wirtualne i operacje na komunikatorach.
3.8. Interkomunikatory. Komunikacja jednokierunkowa. Przetwarzanie błędów.
3.9. Dynamiczna kontrola procesu. Równoległe we/wy.