“Augstas veiktspējas skaitļošanas sistēmas un lietojumprogrammas” - kurss 40 000 rubļu. no MSU, apmācība 8 nedēļas. (2 mēneši), datums: 2023. gada 27. novembris.
Literārs Mistrojums / / November 27, 2023
Mērķis Programmas īstenošana ir pamatapmācība personām, kuras vēlas iegūt zināšanas un prasmes augstas veiktspējas aplikāciju izstrādē superdatoriem.
Programma apgūst superdatoru sistēmu konstruēšanas pamatjēdzienus un principus, superdatoru sistēmu programmatūras arhitektūru un funkcionalitāti, MPI un OpenMP paralēlās programmēšanas tehnoloģijas, metodes atkļūdošanai un paralēlo programmu efektivitātes regulēšanai superdatoriem, izmantojot MPI ziņojumu pārraides tehnoloģijas un OpenMP.
Īpaša uzmanība tiek pievērsta pētāmo tehnoloģiju un izmantoto metožu izpētei un praktiskai attīstībai paralēlu programmu veidošana, izmantojot Maskavas Valsts universitātē uzstādīto superdatoru piemēru: Lomonosova un Blue sistēmas Gēns/P. Jo īpaši tiek pētītas mūsdienu kompilatoru izmantošanas iespējas šajās sistēmās instalētajām programmēšanas valodām C, C++, Fortran, izmantošana paralēlas matemātiskās bibliotēkas, instrumentālās sistēmas paralēlo programmu atkļūdošanai un efektivitātes regulēšanai, metodes paralēlā darba organizēšanai ar failus.
Studiju forma
Pilna laika
Programmas apjoms (akadēmiskās stundas)
Kopā - 72
Klase - 60
Uzņemšanas prasības: personas ar augstāko izglītību, profesionālā darbība - zinātnieki informācijas un komunikācijas tehnoloģiju jomā, matemātiskās modelēšanas pielietošana augstas veiktspējas skaitļošanas sistēmas, augstākās izglītības iestāžu skolotāji, ar augstas veiktspējas skaitļošanas izmantošanu saistīto organizāciju inženiertehniskie darbinieki tehnoloģija.
Mācību rezultāti:
Pārvalda MPI un OpenMP paralēlās programmēšanas tehnoloģijas, strādā ar superdatoriem un informācijas tīkliem; izpratne par superdatoru arhitektūru un to programmatūras konstruēšanas principiem, zināšanas par pamata metodēm un rīkiem paralēlu programmu izstrādei superdatoriem.
Kursa apguves rezultātā studentam vajadzētu:
zināt:
· superdatoru paralēlo programmu izstrādes metožu pamati;
· superdatoru arhitektūras projektēšanas principi;
· paralēlās programmēšanas tehnoloģijas MPI-1 un MPI-2 specifikācija, dažādu atvērto bibliotēku sastāvs un īpatnības, kas realizē MPI standartus;
· OpenMP direktīvas un funkcijas;
· superdatoru uzdevumu vadības sistēmu pamatjēdzieni un direktīvas;
· attālinātās piekļuves metodes superdatoriem, ssh un ftp protokoli attālinātai piekļuvei un informācijas kopēšanai;
· paralēlo programmu efektivitātes novērtēšanas metodes
būt spējīgam:
· efektīvi pielietot pētītās tehnoloģijas Lomonosova un Blue Gene/P superdatoru paralēlo programmu izstrādes praksē.
Pašu tehnoloģijas paralēlu programmu izstrādei superdatoriem.
1. modulis. Ievads augstas veiktspējas skaitļošanas tēmā.
1.1. Pamatdefinīcijas un pamatjēdzieni.
1.2. Superdatoru izstrādes nepieciešamības pamatojums. "Lielais izaicinājums" uzdevumi.
1.3. Superdatoru tehnoloģiju attīstības galvenie virzieni. Exaflop skaitļošanas problēmas.
1.4. Problēmu paraugi
2. Augstas veiktspējas skaitļošanas sistēmu arhitektūru projektēšanas principi.
2.1. Daudzprocesoru skaitļošanas sistēmu arhitektūru pamatelementi.
2.1.1. Procesora mezgli. Īstenošanas piemēri.
2.1.2. Superdatoru daudzlīmeņu atmiņas organizācija.
2.1.3. Procesoru mezglu komunikācijas apakšsistēmu ieviešanas metodes.
2.1.4. Ievades-izejas sistēmu aparatūras organizēšanas metodes.
2.2. Daudzprocesoru skaitļošanas sistēmu arhitektūru apskats.
2.2.1. Daudzprocesoru sistēmas ar koplietojamo atmiņu.
2.2.2. Daudzprocesoru sistēmas ar sadalītu atmiņu.
2.2.3. Heterogēnas augstas veiktspējas skaitļošanas sistēmas
2.2.4. Masīvi paralēlas skaitļošanas sistēmas.
2.2.5. Klasteru sistēmas.
2.3. Skaitļošanas sistēmu veiktspējas novērtēšanas metodes.
2.4. Tendences augstas veiktspējas skaitļošanas sistēmu attīstībā. Mūra likums. Top500 un Top50 saraksts.
2.5. Augstas veiktspējas skaitļošanas sistēmu arhitektūru piemēri.
2.5.1. Maskavas Valsts universitātes "Lomonosova" superdatora arhitektūra
2.5.2. IBM Regatta koplietotās atmiņas daudzprocesoru sistēmas arhitektūra.
2.5.3. Masīvi paralēlās skaitļošanas sistēmas BlueGene/P arhitektūra
3. Programmatūras pamatelementi daudzprocesoru skaitļošanas sistēmām.
3.1. OS .
3.2. Paralēlas failu sistēmas.
3.3. Darba vadības sistēmas.
3.4. Paralēlas matemātikas bibliotēkas.
3.5. Programmēšanas sistēmas un rīku vides paralēlu programmu izstrādei un atkļūdošanai.
3.6. Lomonosova superdatoru programmatūra, BlueGene/P.
2. modulis. OpenMP tehnoloģijas pamati.
2.1. Pamatjēdzieni. Sekundārās funkcijas. Paralēli un secīgi apgabali. Darba sadale. Paralēlas cilpas.
2.2 Paralēli posmi. Uzdevumi. Sinhronizācijas metodes.
3. modulis. MPI ziņojumu nodošanas tehnoloģijas pamati.
3.1. MPI standarti: ieviešana, attīstības virzieni.
3.2. Pamatjēdzieni, paralēlo programmu konstruēšanas principi, izmantojot MPI tehnoloģiju.
3.3. Ziņojumu pārraides režīmu jēdziens.
3.4. Tiešās apmaiņas organizēšana.
3.5. Kolektīvās MPI operācijas.
3.6. Atvasinātie datu veidi.
3.7. Virtuālās topoloģijas un operācijas ar komunikatoriem.
3.8. Starpkomunikatori. Vienvirziena sakari. Kļūda apstrādē.
3.9. Dinamiskā procesa kontrole. Paralēlā I/O.