0
Προβολές
"Υπολογιστικά συστήματα και εφαρμογές υψηλής απόδοσης" - μάθημα 40.000 ρούβλια. από το MSU, εκπαίδευση 8 εβδομάδες. (2 μήνες), Ημερομηνία: 27 Νοεμβρίου 2023.
μικροαντικείμενα / / November 27, 2023
Σκοπός Η υλοποίηση του προγράμματος αποτελεί βασική εκπαίδευση για άτομα που επιθυμούν να αποκτήσουν γνώσεις και δεξιότητες στην ανάπτυξη εφαρμογών υψηλής απόδοσης για υπερυπολογιστές.
Το πρόγραμμα μελετά τις βασικές έννοιες και αρχές της κατασκευής συστημάτων υπερυπολογιστών, την αρχιτεκτονική και τη λειτουργικότητα του λογισμικού συστημάτων υπερυπολογιστών, Τεχνολογίες παράλληλου προγραμματισμού MPI και OpenMP, μέθοδοι εντοπισμού σφαλμάτων και συντονισμού της αποτελεσματικότητας των παράλληλων προγραμμάτων για υπερυπολογιστές που χρησιμοποιούν τεχνολογίες μετάδοσης μηνυμάτων MPI και OpenMP.
Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στη μελέτη και πρακτική ανάπτυξη των τεχνολογιών που μελετώνται και των μεθόδων που χρησιμοποιούνται κατασκευή παράλληλων προγραμμάτων χρησιμοποιώντας το παράδειγμα υπερυπολογιστών που είναι εγκατεστημένοι στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας: τα συστήματα Lomonosov και Blue Γονίδιο/Ρ. Ειδικότερα, μελετώνται οι δυνατότητες χρήσης σύγχρονων μεταγλωττιστών για τις γλώσσες προγραμματισμού C, C++, Fortran που είναι εγκατεστημένες σε αυτά τα συστήματα, η χρήση παράλληλες μαθηματικές βιβλιοθήκες, οργανικά συστήματα εντοπισμού σφαλμάτων και προσαρμογής της αποτελεσματικότητας παράλληλων προγραμμάτων, μέθοδοι οργάνωσης παράλληλης εργασίας με αρχεία.
Μορφή σπουδών
Πλήρης απασχόληση
Πεδίο εφαρμογής του προγράμματος (ακαδημαϊκές ώρες)
Σύνολο - 72
Τάξη - 60
Προϋποθέσεις εισαγωγής: άτομα με τριτοβάθμια εκπαίδευση, επαγγελματική δραστηριότητα - επιστήμονες στον τομέα των τεχνολογιών πληροφοριών και επικοινωνιών, μαθηματικών μοντέλων με χρήση υπολογιστικά συστήματα υψηλής απόδοσης, καθηγητές ανώτατων εκπαιδευτικών ιδρυμάτων, μηχανικοί και τεχνικοί εργαζόμενοι οργανισμών που σχετίζονται με τη χρήση υπολογιστών υψηλής απόδοσης τεχνολογία.
Μαθησιακά αποτελέσματα:
Ικανότητα στις τεχνολογίες παράλληλου προγραμματισμού MPI και OpenMP, εργασία με υπερυπολογιστές και δίκτυα πληροφοριών. κατανόηση των αρχών κατασκευής αρχιτεκτονικών υπερυπολογιστών και του λογισμικού τους, γνώση βασικών μεθόδων και εργαλείων για την ανάπτυξη παράλληλων προγραμμάτων για υπερυπολογιστές.
Ως αποτέλεσμα της κατάκτησης του μαθήματος, ο φοιτητής θα πρέπει:
ξέρω:
· Βασικές αρχές μεθόδων για την ανάπτυξη παράλληλων προγραμμάτων για υπερυπολογιστές.
· Αρχές σχεδιασμού αρχιτεκτονικής υπερυπολογιστών.
· Προδιαγραφή τεχνολογίας παράλληλου προγραμματισμού MPI-1 και MPI-2, σύνθεση και χαρακτηριστικά διαφόρων ανοιχτών βιβλιοθηκών που εφαρμόζουν πρότυπα MPI.
· Οδηγίες και λειτουργίες OpenMP.
· Βασικές έννοιες και οδηγίες συστημάτων διαχείρισης εργασιών για υπερυπολογιστές.
· Μέθοδοι απομακρυσμένης πρόσβασης σε υπερυπολογιστές, πρωτόκολλα ssh και ftp για απομακρυσμένη πρόσβαση και αντιγραφή πληροφοριών.
· μέθοδοι αξιολόγησης της αποτελεσματικότητας παράλληλων προγραμμάτων
έχω την δυνατότητα να:
· Εφαρμόστε αποτελεσματικά τις τεχνολογίες που μελετήθηκαν στην πρακτική της ανάπτυξης παράλληλων προγραμμάτων για τους υπερυπολογιστές Lomonosov και Blue Gene/P.
Τα δικά τεχνολογίες για την ανάπτυξη παράλληλων προγραμμάτων για υπερυπολογιστές.
Ενότητα 1. Εισαγωγή στο θέμα των υπολογιστών υψηλής απόδοσης.
1.1. Βασικοί ορισμοί και βασικές έννοιες.
1.2. Αιτιολόγηση της ανάγκης ανάπτυξης υπερυπολογιστών. Εργασίες «Μεγάλη Πρόκληση».
1.3. Βασικές κατευθύνσεις ανάπτυξης τεχνολογιών υπερυπολογιστών. Προβλήματα υπολογισμού exaflop.
1.4. Δείγματα προβλημάτων
2. Αρχές σχεδιασμού αρχιτεκτονικών για υπολογιστικά συστήματα υψηλής απόδοσης.
2.1. Βασικά στοιχεία αρχιτεκτονικών συστημάτων υπολογιστών πολλαπλών επεξεργαστών.
2.1.1. Κόμβοι επεξεργαστή. Παραδείγματα υλοποιήσεων.
2.1.2. Οργάνωση μνήμης πολλαπλών επιπέδων υπερυπολογιστών.
2.1.3. Μέθοδοι υλοποίησης υποσυστημάτων επικοινωνίας κόμβων επεξεργαστή.
2.1.4. Μέθοδοι οργάνωσης υλικού συστημάτων εισροών-εκροών.
2.2. Ανασκόπηση αρχιτεκτονικών πολυεπεξεργαστικών υπολογιστικών συστημάτων.
2.2.1. Συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών με κοινόχρηστη μνήμη.
2.2.2. Συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών με κατανεμημένη μνήμη.
2.2.3. Ετερογενή υπολογιστικά συστήματα υψηλής απόδοσης
2.2.4. Μαζικά παράλληλα υπολογιστικά συστήματα.
2.2.5. Συστήματα συμπλέγματος.
2.3. Μέθοδοι για την αξιολόγηση της απόδοσης των υπολογιστικών συστημάτων.
2.4. Τάσεις στην ανάπτυξη υπολογιστικών συστημάτων υψηλής απόδοσης. Νόμος του Μουρ. Λίστα Top500 και Top50.
2.5. Παραδείγματα αρχιτεκτονικών συστημάτων υπολογιστών υψηλής απόδοσης.
2.5.1. Αρχιτεκτονική του υπερυπολογιστή του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας "Lomonosov"
2.5.2. Αρχιτεκτονική του συστήματος πολλαπλών επεξεργαστών κοινής μνήμης IBM Regatta.
2.5.3. Αρχιτεκτονική του μαζικά παράλληλου υπολογιστικού συστήματος BlueGene/P
3. Βασικά στοιχεία λογισμικού για υπολογιστικά συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών.
3.1. ΛΣ .
3.2. Παράλληλα συστήματα αρχείων.
3.3. Συστήματα διαχείρισης εργασιών.
3.4. Παράλληλες μαθηματικές βιβλιοθήκες.
3.5. Συστήματα προγραμματισμού και περιβάλλοντα εργαλείων για την ανάπτυξη και τον εντοπισμό σφαλμάτων παράλληλων προγραμμάτων.
3.6. Λογισμικό υπερυπολογιστή Lomonosov, BlueGene/P.
Ενότητα 2. Βασικά στοιχεία της τεχνολογίας OpenMP.
2.1 Βασικές έννοιες. Δευτερεύουσες λειτουργίες. Παράλληλες και διαδοχικές περιοχές. Κατανομή της εργασίας. Παράλληλοι βρόχοι.
2.2 Παράλληλες τομές. Καθήκοντα. Μέθοδοι συγχρονισμού.
Ενότητα 3. Βασικές αρχές της τεχνολογίας μετάδοσης μηνυμάτων MPI.
3.1. Πρότυπα MPI: υλοποίηση, κατευθύνσεις ανάπτυξης.
3.2. Βασικές έννοιες, αρχές κατασκευής παράλληλων προγραμμάτων με χρήση τεχνολογίας MPI.
3.3. Η έννοια των τρόπων μετάδοσης μηνυμάτων.
3.4. Οργάνωση ανταλλαγών από σημείο σε σημείο.
3.5. Συλλογικές λειτουργίες MPI.
3.6. Προερχόμενοι τύποι δεδομένων.
3.7. Εικονικές τοπολογίες και λειτουργίες σε συσκευές επικοινωνίας.
3.8. Intercommunicators. Μονόδρομες επικοινωνίες. Σφάλμα επεξεργασίας.
3.9. Δυναμικός έλεγχος διαδικασίας. Παράλληλη I/O.
ΕΓΓΡΑΦΕΙΤΕ
