„Aukšto našumo skaičiavimo sistemos ir programos“ - kursas 40 000 rublių. iš MSU, mokymas 8 sav. (2 mėn.), Data: 2023 m. lapkričio 27 d.
įvairenybės / / November 27, 2023
Tikslas Programos įgyvendinimas – tai baziniai mokymai asmenims, norintiems įgyti žinių ir įgūdžių kuriant didelio našumo programas superkompiuteriams.
Programoje nagrinėjamos pagrindinės superkompiuterių sistemų konstravimo sąvokos ir principai, superkompiuterių sistemų programinės įrangos architektūra ir funkcionalumas, MPI ir OpenMP lygiagrečios programavimo technologijos, superkompiuterių lygiagrečių programų derinimo ir efektyvumo derinimo metodai naudojant MPI pranešimų perdavimo technologijas ir OpenMP.
Ypatingas dėmesys skiriamas tiriamų technologijų ir taikomų metodų tyrimui ir praktiniam tobulėjimui lygiagrečių programų kūrimas naudojant Maskvos valstybiniame universitete įdiegtų superkompiuterių pavyzdį: Lomonosovo ir Blue sistemas Gene/P. Visų pirma, nagrinėjamos šiose sistemose įdiegtų programavimo kalbų C, C++, Fortran šiuolaikinių kompiliatorių naudojimo ypatybės, naudojimas lygiagrečios matematinės bibliotekos, instrumentinės sistemos, skirtos derinti ir koreguoti lygiagrečių programų efektyvumą, metodai lygiagrečiam darbui su failus.
Studijų forma
Pilnas laikas
Programos apimtis (akademinės valandos)
Iš viso – 72
Klasė – 60
Priėmimo sąlygos: asmenys, turintys aukštąjį išsilavinimą, profesinę veiklą – informacinių ir ryšių technologijų srities mokslininkai, matematinio modeliavimo taikymas didelio našumo skaičiavimo sistemos, aukštųjų mokyklų dėstytojai, organizacijų, susijusių su didelio našumo skaičiavimo naudojimu, inžinieriai ir techniniai darbuotojai technologija.
Mokymosi rezultatai:
MPI ir OpenMP paralelinio programavimo technologijų išmanymas, darbas superkompiuteriais ir informaciniais tinklais; superkompiuterių architektūrų ir jų programinės įrangos konstravimo principų supratimas, pagrindinių superkompiuterių lygiagrečių programų kūrimo metodų ir įrankių išmanymas.
Įsisavinęs kursą, studentas turėtų:
žinoti:
· paralelinių programų superkompiuteriams kūrimo metodų pagrindai;
· superkompiuterių architektūros projektavimo principai;
· lygiagretaus programavimo technologijų MPI-1 ir MPI-2 specifikacija, įvairių atvirų bibliotekų, diegiančių MPI standartus, sudėtis ir savybės;
· OpenMP direktyvos ir funkcijos;
· superkompiuterių užduočių valdymo sistemų pagrindinės sąvokos ir nurodymai;
· nuotolinės prieigos prie superkompiuterių būdai, ssh ir ftp protokolai nuotolinei prieigai ir informacijos kopijavimui;
· lygiagrečių programų efektyvumo vertinimo metodai
galėti:
· efektyviai pritaikyti studijuotas technologijas Lomonosovo ir Blue Gene/P superkompiuterių paralelinių programų kūrimo praktikoje.
Savo lygiagrečių programų kūrimo superkompiuteriams technologijos.
1 modulis. Įvadas į didelio našumo skaičiavimo temą.
1.1. Pagrindiniai apibrėžimai ir pagrindinės sąvokos.
1.2. Būtinybės kurti superkompiuterius pagrindimas. „Didysis iššūkis“ užduotys.
1.3. Pagrindinės superkompiuterių technologijų plėtros kryptys. Exaflop skaičiavimo problemos.
1.4. Pavyzdinės problemos
2. Didelio našumo skaičiavimo sistemų architektūrų projektavimo principai.
2.1. Pagrindiniai daugiaprocesorių skaičiavimo sistemų architektūros elementai.
2.1.1. Procesoriaus mazgai. Diegimo pavyzdžiai.
2.1.2. Superkompiuterių daugiapakopis atminties organizavimas.
2.1.3. Procesorių mazgų komunikacijos posistemių diegimo metodai.
2.1.4. Įvesties-išvesties sistemų techninės įrangos organizavimo metodai.
2.2. Daugiaprocesorinių skaičiavimo sistemų architektūrų apžvalga.
2.2.1. Daugiaprocesorinės sistemos su bendra atmintimi.
2.2.2. Daugiaprocesorinės sistemos su paskirstyta atmintimi.
2.2.3. Heterogeninės didelio našumo skaičiavimo sistemos
2.2.4. Masiškai lygiagrečios skaičiavimo sistemos.
2.2.5. Klasterių sistemos.
2.3. Skaičiavimo sistemų veikimo vertinimo metodai.
2.4. Didelio našumo skaičiavimo sistemų kūrimo tendencijos. Moore'o dėsnis. Top500 ir Top50 sąrašas.
2.5. Didelio našumo skaičiavimo sistemų architektūros pavyzdžiai.
2.5.1. Maskvos valstybinio universiteto „Lomonosovo“ superkompiuterio architektūra
2.5.2. IBM Regatta bendros atminties kelių procesorių sistemos architektūra.
2.5.3. Masiškai lygiagrečios skaičiavimo sistemos BlueGene/P architektūra
3. Pagrindiniai daugiaprocesorių skaičiavimo sistemų programinės įrangos elementai.
3.1. OS .
3.2. Lygiagrečios failų sistemos.
3.3. Darbo valdymo sistemos.
3.4. Lygiagrečios matematinės bibliotekos.
3.5. Programavimo sistemos ir įrankių aplinkos lygiagrečioms programoms kurti ir derinti.
3.6. Lomonosovo superkompiuterio programinė įranga, BlueGene/P.
2 modulis. OpenMP technologijos pagrindai.
2.1 Pagrindinės sąvokos. Antrinės funkcijos. Lygiagrečios ir nuoseklios sritys. Darbų paskirstymas. Lygiagrečios kilpos.
2.2 Lygiagrečios sekcijos. Užduotys. Sinchronizavimo metodai.
3 modulis. MPI pranešimų perdavimo technologijos pagrindai.
3.1. MPI standartai: diegimas, plėtros kryptys.
3.2. Pagrindinės sąvokos, lygiagrečių programų konstravimo MPI technologija principai.
3.3. Pranešimų perdavimo režimų samprata.
3.4. Tiesioginių mainų organizavimas.
3.5. Kolektyvinės MPI operacijos.
3.6. Išvestiniai duomenų tipai.
3.7. Virtualios topologijos ir operacijos komunikatoriuose.
3.8. Interkomunikatoriai. Vienpusis ryšys. Apdorojant įvyko klaida.
3.9. Dinaminis proceso valdymas. Lygiagretus I/O.