"Visoko zmogljivi računalniški sistemi in aplikacije" - tečaj 40.000 rubljev. iz MSU, usposabljanje 8 tednov. (2 meseca), datum: 27. november 2023.
Miscellanea / / November 27, 2023
Namen Izvedba programa je osnovno usposabljanje za posameznike, ki želijo pridobiti znanja in veščine na področju razvoja visoko zmogljivih aplikacij za superračunalnike.
Program proučuje osnovne koncepte in principe gradnje superračunalniških sistemov, arhitekturo in funkcionalnost programske opreme superračunalniških sistemov, Tehnologije vzporednega programiranja MPI in OpenMP, metode za odpravljanje napak in nastavitev učinkovitosti vzporednih programov za superračunalnike, ki uporabljajo tehnologije za posredovanje sporočil MPI in OpenMP.
Posebna pozornost je namenjena študiju in praktičnemu razvoju preučevanih tehnologij in uporabljenih metod izdelava vzporednih programov na primeru superračunalnikov, nameščenih na Moskovski državni univerzi: sistema Lomonosov in Blue Gene/P. Zlasti se preučujejo značilnosti uporabe sodobnih prevajalnikov za programske jezike C, C++, Fortran, nameščene na teh sistemih, uporaba vzporedne matematične knjižnice, instrumentalni sistemi za odpravljanje napak in prilagajanje učinkovitosti vzporednih programov, metode za organizacijo vzporednega dela z datoteke.
Oblika študija
Polni delovni čas
Obseg programa (akademske ure)
Skupaj - 72
Učilnica - 60
Zahteve za sprejem: osebe z visokošolsko izobrazbo, strokovna dejavnost - znanstveniki na področju informacijskih in komunikacijskih tehnologij, matematično modeliranje z uporabo visokozmogljivi računalniški sistemi, učitelji visokošolskih ustanov, inženirski in tehnični delavci organizacij, povezanih z uporabo visokozmogljivega računalništva tehnologija.
Učni izidi:
Obvlada tehnologije vzporednega programiranja MPI in OpenMP, delo s superračunalniki in informacijskimi omrežji; razumevanje principov gradnje superračunalniških arhitektur in njihove programske opreme, poznavanje osnovnih metod in orodij za razvoj vzporednih programov za superračunalnike.
Kot rezultat obvladovanja predmeta mora študent:
vedeti:
· osnove metod za razvoj vzporednih programov za superračunalnike;
· principi načrtovanja superračunalniške arhitekture;
· specifikacija tehnologije vzporednega programiranja MPI-1 in MPI-2, sestava in lastnosti različnih odprtih knjižnic, ki implementirajo standarde MPI;
· OpenMP direktive in funkcije;
· osnovni koncepti in usmeritve sistemov za upravljanje nalog za superračunalnike;
· metode oddaljenega dostopa do superračunalnikov, ssh in ftp protokola za oddaljeni dostop in kopiranje informacij;
· metode ocenjevanja učinkovitosti vzporednih programov
biti sposoben:
· učinkovito uporabiti proučevane tehnologije v praksi razvoja vzporednih programov za superračunalnika Lomonosov in Blue Gene/P.
Lasten tehnologije za razvoj vzporednih programov za superračunalnike.
Modul 1. Uvod v temo visokozmogljivega računalništva.
1.1. Osnovne definicije in osnovni pojmi.
1.2. Utemeljitev potrebe po razvoju superračunalnikov. Naloge »Velik izziv«.
1.3. Glavne smeri razvoja superračunalniških tehnologij. Težave exaflop računalništva.
1.4. Vzorčne težave
2. Načela načrtovanja arhitektur za visoko zmogljive računalniške sisteme.
2.1. Osnovni elementi arhitektur večprocesorskih računalniških sistemov.
2.1.1. Procesorska vozlišča. Primeri izvedb.
2.1.2. Večnivojska pomnilniška organizacija superračunalnikov.
2.1.3. Metode za implementacijo komunikacijskih podsistemov procesorskih vozlišč.
2.1.4. Metode strojne organizacije vhodno-izhodnih sistemov.
2.2. Pregled arhitektur večprocesorskih računalniških sistemov.
2.2.1. Večprocesorski sistemi s skupnim pomnilnikom.
2.2.2. Večprocesorski sistemi s porazdeljenim pomnilnikom.
2.2.3. Heterogeni visoko zmogljivi računalniški sistemi
2.2.4. Masivni vzporedni računalniški sistemi.
2.2.5. Sistemi grozdov.
2.3. Metode za ocenjevanje zmogljivosti računalniških sistemov.
2.4. Trendi v razvoju visoko zmogljivih računalniških sistemov. Moorov zakon. Seznam Top500 in Top50.
2.5. Primeri arhitektur visoko zmogljivih računalniških sistemov.
2.5.1. Arhitektura superračunalnika Moskovske državne univerze "Lomonosov"
2.5.2. Arhitektura večprocesorskega sistema s skupnim pomnilnikom IBM Regatta.
2.5.3. Arhitektura masivno vzporednega računalniškega sistema BlueGene/P
3. Osnovni elementi programske opreme za večprocesorske računalniške sisteme.
3.1. OS .
3.2. Vzporedni datotečni sistemi.
3.3. Sistemi za vodenje delovnih mest.
3.4. Vzporedne matematične knjižnice.
3.5. Programski sistemi in orodna okolja za razvoj in razhroščevanje vzporednih programov.
3.6. Programska oprema za superračunalnik Lomonosov, BlueGene/P.
Modul 2. Osnove tehnologije OpenMP.
2.1 Osnovni pojmi. Sekundarne funkcije. Vzporedna in zaporedna področja. Porazdelitev dela. Vzporedne zanke.
2.2 Vzporedni odseki. Naloge. Metode sinhronizacije.
Modul 3. Osnove tehnologije posredovanja sporočil MPI.
3.1. Standardi MPI: implementacija, smeri razvoja.
3.2. Osnovni koncepti, principi konstruiranja vzporednih programov z uporabo tehnologije MPI.
3.3. Pojem načinov prenosa sporočil.
3.4. Organizacija izmenjav od točke do točke.
3.5. Skupne operacije MPI.
3.6. Izpeljani tipi podatkov.
3.7. Virtualne topologije in operacije na komunikatorjih.
3.8. Interkomunikatorji. Enosmerne komunikacije. Obdelava napake.
3.9. Dinamični nadzor procesa. Vzporedni V/I.