Εισαγωγή στον Παράλληλο Υπολογισμό

Κωδικός Μαθήματος: Ν2-5030
Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας: 4 (2Θ + 2Ε)
Πιστωτικές μονάδες: 5
Τυπικό εξάμηνο διδασκαλίας: 5ο
Κατηγορία μαθήματος: Μάθημα Ειδικότητας
Προαπαιτούμενα: Προγραμματισμός Υπολογιστών

Μαθησιακά αποτελέσματα

Το μάθημα αποτελεί το βασικό εισαγωγικό μάθημα στον παράλληλο υπολογισμό. Η ύλη του μαθήματος στοχεύει στην εισαγωγή των φοιτητών στις βασικές έννοιες του παράλληλου υπολογισμού, στις τοπολογίες δικτύων διασύνδεσης παράλληλων μηχανών, στα πρότυπα παράλληλου υπολογισμού, στο σχεδιασμό και στην υλοποίηση παράλληλων αλγορίθμων σε περιβάλλοντα κοινής και κατανεμημένης μνήμης, και στον προγραμματισμό παράλληλων μηχανών.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του θεωρητικού και του εργαστηριακού μέρους του μαθήματος ο φοιτητής:

  • Θα έχει κατανοήσει τις έννοιες του παράλληλου υπολογισμού και τα ιδιαίτερα προβλήματα τα οποία παρουσιάζονται στον προγραμματισμό παράλληλων μηχανών.
  • Θα γνωρίζει τα πρότυπα παράλληλου υπολογισμού και θα έχει εξοικειωθεί με τον «παράλληλο τρόπο σκέψης» ο οποίος απαιτείται στο σχεδιασμό παράλληλων αλγορίθμων.
  • Θα μπορεί να εφαρμόσει τις τεχνικές σχεδιασμού αλγορίθμων σε περιβάλλον κοινής μνήμης και θα μπορεί να σχεδιάζει αλγορίθμους κοινής μνήμης.
  • Θα έχει κατανοήσει τις βασικές τεχνικές σχεδιασμού αλγορίθμων σε περιβάλλον κατανεμημένης μνήμης.
  • Θα έχει κατανοήσει και θα μπορεί να εφαρμόσει τις βασικές αρχές παράλληλου προγραμματισμού σε περιβάλλον κοινής και κατανεμημένης μνήμης.

Περιεχόμενο μαθήματος

Θεωρητικό Μέρος:

  • Εισαγωγικές Έννοιες στον Παράλληλο Υπολογισμό.
  • Βασικά Στοιχεία Αρχιτεκτονικής Παράλληλων Μηχανών. Τοπολογίες Δικτύων Διασύνδεσης.
  • Πρότυπα Παράλληλου Υπολογισμού, Προσομοιώσεις μεταξύ Προτύπων, Η Αρχή Χρονοδρομολόγησης του Brent.
  • Βασικές Τεχνικές Σχεδιασμού Παράλληλων Αλγορίθμων Κοινής και Κατανεμημένης Μνήμης.
  • Παράλληλοι Αλγόριθμοι για Συγκεκριμένα Προβλήματα σε Περιβάλλον Κοινής
  • Μνήμης (αλγόριθμοι ταξινόμησης και συγχώνευσης, υπολογισμός προθεμάτων, υπολογισμοί σε λίστες κ.α.).
  • Εισαγωγή στο Μοντέλο Μεταβίβασης Μηνυμάτων και Ενδεικτικοί Αλγόριθμοι σε Περιβάλλον Κατανεμημένης Μνήμης

Εργαστηριακό μέρος:

  • Εισαγωγή στον παράλληλο προγραμματισμό κοινής μνήμης με χρήση της διεπαφής OpenMP.
  • Εισαγωγή στον παράλληλο προγραμματισμό κατανεμημένης μνήμης με χρήση της βιβλιοθήκης μεταβίβασης μηνυμάτων MPI .

Βιβλιογραφία
  1. Γρ. Πάντζιου, Β. Μάμαλης, Α. Τομαράς “Εισαγωγή στον Παράλληλο Υπολογισμό: Πρότυπα, Αλγόριθμοι, Προγραμματισμός”, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών, 2013.
  2. F.T. Leighton, “Introduction to Parallel Algorithms and Architectures:Arrays, Trees, Hypercubes”, Morgan Kaufmann, San Mateo, CA, 1992.
  3. M. Quinn, “Parallel Programming in C with MPI and OpenMP”, Mc Graw Hill, 2003.
  4. S. Rajasekaran and J. Reif, “Handbook of Parallel Computing: Models,Algorithms and Applications”, Chapman and Hall/CRC, 2007.
  5. J. JáJá, “An Introduction to Parallel Algorithms”, Addison Wesley, 1992.
  6. TΑ. Gibbons and W. Rytter, “Efficient Parallel Algorithms”, CambridgeUniversity Press, Cambridge, 1990.
  7. Peter Pacheco, An Introduction to Parallel Programming , Morgan Kaufmann, 2011.
  8. ΠαπαδάκηςΣ., ΔιαμαντάραςΚ., Προγραμματισμός και Αρχιτεκτονική Συστημάτων Παράλληλης Επεξεργασίας, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2012.
  9. KirkD.B., HwuW.M., Προγραμματισμός Μαζικά Παράλληλων Επεξεργαστών, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2010.
  10. Lawrence Livermore National Laboratories MPI Tutorial, http://www.llnl.gov/computing/ tutorials/mpi/
  11. Lawrence Livermore National Laboratories openMP Tutorial, http://www.llnl.gov/computing/ tutorials/openMP/

Internationalisation I18n