FI:PA039 Supercomputer Architecture - Informace o předmětu

PA039 Supercomputer Architecture and Intensive Computations

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně

Vyučující

prof. RNDr. Luděk Matyska, CSc. (přednášející)
doc. RNDr. Jiří Filipovič, Ph.D. (pomocník)

Garance

prof. RNDr. Luděk Matyska, CSc.
Katedra počítačových systémů a komunikací – Fakulta informatiky
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Luděk Matyska, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Katedra počítačových systémů a komunikací – Fakulta informatiky

Předpoklady

At least elementary knowledge of programming languages FORTRAN, C and eventually C++ is expected.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Analýza a zpracování obrazu (program FI, N-VIZ)
• Bioinformatika a systémová biologie (program FI, N-UIZD)
• Computer Games Development (program FI, N-VIZ_A)
• Computer Graphics and Visualisation (program FI, N-VIZ_A)
• Computer Networks and Communications (program FI, N-PSKB_A)
• Cybersecurity Management (program FI, N-RSSS_A)
• Diskrétní algoritmy a modely (program FI, N-TEI)
• Formální analýza počítačových systémů (program FI, N-TEI)
• Grafický design (program FI, N-VIZ)
• Graphic Design (program FI, N-VIZ_A)
• Hardware Systems (program FI, N-PSKB_A)
• Hardwarové systémy (program FI, N-PSKB)
• Image Processing and Analysis (program FI, N-VIZ_A)
• Informační bezpečnost (program FI, N-PSKB)
• Information Security (program FI, N-PSKB_A)
• Kvantové a jiné neklasické výpočetní modely (program FI, N-TEI)
• Počítačová grafika a vizualizace (program FI, N-VIZ)
• Počítačové sítě a komunikace (program FI, N-PSKB)
• Principy programovacích jazyků (program FI, N-TEI)
• Řízení kyberbezpečnosti (program FI, N-RSSS)
• Řízení vývoje služeb (program FI, N-RSSS)
• Řízení vývoje softwarových systémů (program FI, N-RSSS)
• Services Development Management (program FI, N-RSSS_A)
• Software Systems Development Management (program FI, N-RSSS_A)
• Software Systems (program FI, N-PSKB_A)
• Softwarové systémy (program FI, N-PSKB)
• Strojové učení a umělá inteligence (program FI, N-UIZD)
• Vývoj počítačových her (program FI, N-VIZ)
• Zpracování a analýza rozsáhlých dat (program FI, N-UIZD)
• Zpracování přirozeného jazyka (program FI, N-UIZD)

Cíle předmětu

The main goal of this lecture is to provide information about architectures of high-performance computing systems and basic programming methods for vector and parallel computers. The first part focuses on the hardware, during the second part general optimization methods and programming methodology for parallel computers is discussed. The last part of the lecture is aimed at the programming of distributed systems.

Výstupy z učení

The graduate will be able to understand and explain properties of modern processors.
The graduate will be also able to analyze the program code and propose optimizations for a particular processor.
The graduate will be able to design and implement a simple parallel program to solve a particular problem.
The graduate will be able to design and realize benchmarks of computer systems or applications.

Osnova

• High-performance vector and superscalar processors.
• Uniprocessor computers, computers with a small number of processors, massively parallel computers; distributed systems.
• Performance measurements, LINPACK test, TOP 500 list.
• High-performance uniprocessor systems, programming languages, the methodology of efficient program writing, basis optimization methods for vector and superscalar computers.
• Distributed systems, data and task decomposition, coarse grain parallelism, programming systems (PVM, LINDA, ...). Multiprocessor systems with shared memory, programming languages, decomposition of algorithms, basic optimization methods for a small number of processors.
• Massively parallel systems, parallel algorithms, fine grain parallelism.
• Shared, distributed, and distributed shared memory; other alternatives. Sdílená, distribuovaná a distribuovaná sdílená paměť.
• Scalability of computers and tasks.

Literatura

• PROTIC, Jelica, Milo TOMASEVIC a Veljko MILUTINOVIC. Distributed shared memory. Los Alamitos: IEEE Computer Society, 1998, x, 365 s. ISBN 0-8186-7737-6. info
• FOSDICK, Lloyd D. An introduction to high-performance scientific computing. Cambridge: MIT Press, 1996, ix, 760. ISBN 0262061813. info
• WOLFE, Michael Joseph. High performance compilers for parallel computing. Redwood City: Addison-Wesley Publishing Company, 1996, xiii, 570. ISBN 0-8053-2730-4. info
• WILSON, Greg. Practical parallel programming. Cambridge: MIT Press, 1995, viii, 564. ISBN 0262231867. info
• DOWD, Kevin. High performance computing. Sebastopol: O'Reilly & Associates, 1993, xxv, 371 s. ISBN 1-56592-032-5. info

Výukové metody

Standard lecture, no drills nor homework

Metody hodnocení

No continuous evaluation during the semester, Only final exam in a written form (9 questions/subjects explicitly answered or discussed, total 100 points).

Vyučovací jazyk

Angličtina

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět byl dříve vypisován pod kódem IA039.

• Statistika zápisu (jaro 2025, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/fi/jaro2025/PA039