"Krachtige computersystemen en applicaties" - cursus 40.000 roebel. van MSU, training 8 weken. (2 maanden), Datum: 27 november 2023.
Gemengde Berichten / / November 27, 2023
Doel De implementatie van het programma is een basistraining voor personen die kennis en vaardigheden willen verwerven in de ontwikkeling van hoogwaardige toepassingen voor supercomputers.
Het programma bestudeert de basisconcepten en principes van het construeren van supercomputersystemen, de architectuur en functionaliteit van supercomputersysteemsoftware, Parallelle MPI- en OpenMP-programmeertechnologieën, methoden voor het debuggen en afstemmen van de efficiëntie van parallelle programma's voor supercomputers die gebruik maken van MPI-berichtdoorgiftetechnologieën en Open MP.
Bijzondere aandacht wordt besteed aan de studie en praktische ontwikkeling van de bestudeerde technologieën en de gebruikte methoden het bouwen van parallelle programma's met behulp van het voorbeeld van supercomputers die zijn geïnstalleerd aan de Staatsuniversiteit van Moskou: de Lomonosov- en Blue-systemen Gen/P. In het bijzonder worden de kenmerken van het gebruik van moderne compilers voor de programmeertalen C, C++ en Fortran die op deze systemen zijn geïnstalleerd bestudeerd, het gebruik parallelle wiskundige bibliotheken, instrumentele systemen voor het debuggen en aanpassen van de efficiëntie van parallelle programma's, methoden voor het organiseren van parallel werk bestanden.
Vorm van studie
Full time
Omvang van het programma (academische uren)
Totaal - 72
Klaslokaal - 60
Toelatingseisen: personen met een hogere opleiding, professionele activiteit - wetenschappers op het gebied van informatie- en communicatietechnologieën, gebruik van wiskundige modellen high-performance computersystemen, leraren van instellingen voor hoger onderwijs, ingenieurs- en technische werkers van organisaties die betrokken zijn bij het gebruik van high-performance computing technologie.
Leerresultaten:
Bedreven in parallelle programmeertechnologieën MPI en OpenMP, werkend met supercomputers en informatienetwerken; inzicht in de principes van het construeren van supercomputerarchitecturen en hun software, kennis van basismethoden en hulpmiddelen voor het ontwikkelen van parallelle programma's voor supercomputers.
Als gevolg van het beheersen van de cursus moet de student:
weten:
· grondbeginselen van methoden voor het ontwikkelen van parallelle programma's voor supercomputers;
· principes van het ontwerp van supercomputerarchitectuur;
· specificatie van parallelle programmeertechnologie MPI-1 en MPI-2, samenstelling en kenmerken van verschillende open bibliotheken die MPI-standaarden implementeren;
· OpenMP-richtlijnen en -functies;
· basisconcepten en richtlijnen van taakbeheersystemen voor supercomputers;
· methoden voor toegang op afstand tot supercomputers, ssh- en ftp-protocollen voor toegang op afstand en het kopiëren van informatie;
· methoden voor het beoordelen van de effectiviteit van parallelle programma's
in staat zijn om:
· de bestudeerde technologieën effectief toepassen in de praktijk van het ontwikkelen van parallelle programma's voor de Lomonosov- en Blue Gene/P-supercomputers.
Eigen technologieën voor het ontwikkelen van parallelle programma's voor supercomputers.
Module 1. Inleiding tot het onderwerp high-performance computing.
1.1. Basisdefinities en basisconcepten.
1.2. Rechtvaardiging van de noodzaak om supercomputers te ontwikkelen. Taken "Grote uitdaging".
1.3. Hoofdrichtingen voor de ontwikkeling van supercomputertechnologieën. Problemen met exaflop-computergebruik.
1.4. Voorbeeldproblemen
2. Principes voor het ontwerpen van architecturen voor krachtige computersystemen.
2.1. Basiselementen van multiprocessor computersysteemarchitecturen.
2.1.1. Processorknooppunten. Voorbeelden van implementaties.
2.1.2. Geheugenorganisatie op meerdere niveaus van supercomputers.
2.1.3. Methoden voor het implementeren van communicatiesubsystemen van processorknooppunten.
2.1.4. Methoden voor hardware-organisatie van invoer-uitvoersystemen.
2.2. Beoordeling van architecturen van computersystemen met meerdere processors.
2.2.1. Multiprocessorsystemen met gedeeld geheugen.
2.2.2. Multiprocessorsystemen met gedistribueerd geheugen.
2.2.3. Heterogene krachtige computersystemen
2.2.4. Massaal parallelle computersystemen.
2.2.5. Clustersystemen.
2.3. Methoden voor het beoordelen van de prestaties van computersystemen.
2.4. Trends in de ontwikkeling van krachtige computersystemen. De wet van Moore. Top500- en Top50-lijst.
2.5. Voorbeelden van krachtige computersysteemarchitecturen.
2.5.1. Architectuur van de supercomputer van de Moskouse Staatsuniversiteit "Lomonosov"
2.5.2. Architectuur van het IBM Regatta multiprocessorsysteem met gedeeld geheugen.
2.5.3. Architectuur van het massaal parallelle computersysteem BlueGene/P
3. Basiselementen van software voor computersystemen met meerdere processors.
3.1. Besturingssysteem.
3.2. Parallelle bestandssystemen.
3.3. Taakbeheersystemen.
3.4. Parallelle wiskundige bibliotheken.
3.5. Programmeersystemen en toolomgevingen voor het ontwikkelen en debuggen van parallelle programma's.
3.6. Lomonosov-supercomputersoftware, BlueGene/P.
module2. Basisprincipes van OpenMP-technologie.
2.1 Basisconcepten. Secundaire functies. Parallelle en opeenvolgende gebieden. Verdeling van werk. Parallelle lussen.
2.2 Parallelle secties. Taken. Synchronisatiemethoden.
module3. Grondbeginselen van MPI-technologie voor het doorgeven van berichten.
3.1. MPI-standaarden: implementatie, ontwikkelingsrichtingen.
3.2. Basisconcepten, principes voor het construeren van parallelle programma's met behulp van MPI-technologie.
3.3. Het concept van berichtoverdrachtsmodi.
3.4. Organisatie van point-to-point-uitwisselingen.
3.5. Collectieve MPI-operaties.
3.6. Afgeleide gegevenstypen.
3.7. Virtuele topologieën en bewerkingen op communicators.
3.8. Intercommunicatoren. Communicatie in één richting. Foutverwerking.
3.9. Dynamische procescontrole. Parallelle I/O.