"Højtydende computersystemer og applikationer" - kursus 40.000 rubler. fra MSU, træning 8 uger. (2 måneder), Dato: 27. november 2023.
Miscellanea / / November 27, 2023
Formål Implementeringen af programmet er grundlæggende træning for personer, der ønsker at opnå viden og færdigheder i udviklingen af højtydende applikationer til supercomputere.
Programmet studerer de grundlæggende begreber og principper for konstruktion af supercomputersystemer, arkitekturen og funktionaliteten af supercomputersystemsoftware, MPI og OpenMP parallelle programmeringsteknologier, metoder til debugging og tuning af effektiviteten af parallelle programmer til supercomputere ved hjælp af MPI-meddelelsesoverførselsteknologier og OpenMP.
Der lægges særlig vægt på undersøgelse og praktisk udvikling af de teknologier, der undersøges, og de anvendte metoder opbygning af parallelle programmer ved hjælp af eksemplet med supercomputere installeret på Moscow State University: Lomonosov- og Blue-systemerne Gene/P. Især funktionerne ved at bruge moderne compilere til programmeringssprogene C, C++, Fortran installeret på disse systemer studeres, brugen parallelle matematiske biblioteker, instrumentelle systemer til fejlfinding og justering af effektiviteten af parallelle programmer, metoder til at organisere parallelt arbejde med filer.
Studieform
Fuld tid
Uddannelsens omfang (akademiske timer)
I alt - 72
Klasseværelse - 60
Adgangskrav: personer med videregående uddannelse, professionel aktivitet - videnskabsmænd inden for informations- og kommunikationsteknologier, matematisk modellering vha. højtydende computersystemer, lærere fra videregående uddannelsesinstitutioner, ingeniører og tekniske medarbejdere fra organisationer, der er forbundet med brugen af højtydende databehandling teknologi.
Læringsresultater:
Dygtig i MPI og OpenMP parallelle programmeringsteknologier, arbejder med supercomputere og informationsnetværk; forståelse for principperne for konstruktion af supercomputerarkitekturer og deres software, kendskab til grundlæggende metoder og værktøjer til udvikling af parallelle programmer til supercomputere.
Som et resultat af at mestre kurset, skal den studerende:
ved godt:
· grundlæggende metoder til udvikling af parallelle programmer til supercomputere;
· principper for supercomputerarkitekturdesign;
· specifikation af parallel programmeringsteknologi MPI-1 og MPI-2, sammensætning og funktioner i forskellige åbne biblioteker, der implementerer MPI-standarder;
· OpenMP direktiver og funktioner;
· grundlæggende koncepter og direktiver for opgavestyringssystemer til supercomputere;
· metoder til fjernadgang til supercomputere, ssh- og ftp-protokoller til fjernadgang og kopiering af information;
· metoder til vurdering af effektiviteten af parallelle programmer
være i stand til:
· effektivt anvende de undersøgte teknologier i praksis med at udvikle parallelle programmer til Lomonosov og Blue Gene/P supercomputere.
Egen teknologier til udvikling af parallelle programmer til supercomputere.
Modul 1. Introduktion til emnet højtydende computing.
1.1. Grundlæggende definitioner og grundlæggende begreber.
1.2. Begrundelse for behovet for at udvikle supercomputere. "Great Challenge" opgaver.
1.3. Hovedretninger for udvikling af supercomputerteknologier. Problemer med exaflop computing.
1.4. Prøveproblemer
2. Principper for design af arkitekturer til højtydende computersystemer.
2.1. Grundlæggende elementer i multiprocessor computersystemarkitekturer.
2.1.1. Processor noder. Eksempler på implementeringer.
2.1.2. Multi-level memory organisation af supercomputere.
2.1.3. Metoder til implementering af kommunikationsundersystemer af processorknudepunkter.
2.1.4. Metoder til hardwareorganisering af input-outputsystemer.
2.2. Gennemgang af arkitekturer af multiprocessor computersystemer.
2.2.1. Multiprocessorsystemer med delt hukommelse.
2.2.2. Multiprocessorsystemer med distribueret hukommelse.
2.2.3. Heterogene højtydende computersystemer
2.2.4. Massivt parallelle computersystemer.
2.2.5. Klyngesystemer.
2.3. Metoder til vurdering af computersystemers ydeevne.
2.4. Tendenser i udviklingen af højtydende computersystemer. Moores lov. Top500 og Top50 liste.
2.5. Eksempler på højtydende computersystemarkitekturer.
2.5.1. Arkitektur af supercomputeren fra Moskva State University "Lomonosov"
2.5.2. Arkitektur af IBM Regatta-multiprocessorsystemet med delt hukommelse.
2.5.3. Arkitektur af det massivt parallelle computersystem BlueGene/P
3. Grundlæggende elementer i software til multiprocessor-computersystemer.
3.1. OS .
3.2. Parallelle filsystemer.
3.3. Jobstyringssystemer.
3.4. Parallelle matematiske biblioteker.
3.5. Programmeringssystemer og værktøjsmiljøer til udvikling og fejlretning af parallelle programmer.
3.6. Lomonosov supercomputersoftware, BlueGene/P.
Modul 2. Grundlæggende om OpenMP-teknologi.
2.1 Grundlæggende begreber. Sekundære funktioner. Parallelle og sekventielle områder. Fordeling af arbejde. Parallelle sløjfer.
2.2 Parallelle sektioner. Opgaver. Synkroniseringsmetoder.
Modul 3. Grundlæggende om MPI-meddelelsesoverførselsteknologi.
3.1. MPI-standarder: implementering, udviklingsvejledninger.
3.2. Grundlæggende koncepter, principper for at konstruere parallelle programmer ved hjælp af MPI teknologi.
3.3. Begrebet meddelelsestransmissionstilstande.
3.4. Organisering af punkt-til-punkt udvekslinger.
3.5. Kollektive MPI operationer.
3.6. Afledte datatyper.
3.7. Virtuelle topologier og operationer på kommunikatører.
3.8. Interkommunikatører. Envejskommunikation. Fejl ved behandling.
3.9. Dynamisk processtyring. Parallel I/O.