„Nagy teljesítményű számítástechnikai rendszerek és alkalmazások” - tanfolyam 40 000 rubel. MSU-tól, képzés 8 hét. (2 hónap), Dátum: 2023. november 27.
Vegyes Cikkek / / November 27, 2023
Célja A program megvalósítása alapképzés azoknak, akik nagy teljesítményű szuperszámítógép-alkalmazások fejlesztésében szeretnének ismereteket és készségeket szerezni.
A program tanulmányozza a szuperszámítógépes rendszerek felépítésének alapfogalmait és elveit, a szuperszámítógépes rendszerszoftverek architektúráját és funkcionalitását, MPI és OpenMP párhuzamos programozási technológiák, módszerek hibakeresésre és párhuzamos programok hatékonyságának hangolására szuperszámítógépekhez MPI üzenettovábbítási technológiákat használva és az OpenMP.
Különös figyelmet fordítanak a tanulmányozott technológiák és az alkalmazott módszerek tanulmányozására és gyakorlati fejlesztésére párhuzamos programok építése a Moszkvai Állami Egyetemen telepített szuperszámítógépek példáján: a Lomonoszov és a Blue rendszerek Gene/P. Különösen az ezekre a rendszerekre telepített C, C++, Fortran programozási nyelvek modern fordítóinak használatának jellemzőit tanulmányozzák, párhuzamos matematikai könyvtárak, műszeres rendszerek a párhuzamos programok hibakereséséhez és hatékonyságának beállításához, módszerek a párhuzamos munka megszervezésére fájlokat.
Tanulmányi forma
Teljes idő
A program terjedelme (tanfolyami óra)
Összesen - 72
Tanterem - 60
Felvételi feltételek: felsőfokú végzettségű személyek, szakmai tevékenység - tudósok az információs és kommunikációs technológiák területén, matematikai modellezés segítségével nagy teljesítményű számítástechnikai rendszerek, felsőoktatási intézmények tanárai, nagy teljesítményű számítástechnikával foglalkozó szervezetek mérnöki és műszaki dolgozói technológia.
Tanulási eredmények:
MPI és OpenMP párhuzamos programozási technológiákban jártas, szuperszámítógépekkel és információs hálózatokkal való munkavégzés; a szuperszámítógép-architektúrák és szoftvereik felépítésének elveinek ismerete, a szuperszámítógépek párhuzamos programjainak fejlesztésének alapvető módszereinek és eszközeinek ismerete.
A kurzus elsajátítása eredményeként a hallgatónak:
tud:
· szuperszámítógépek párhuzamos programjainak fejlesztési módszereinek alapjai;
· a szuperszámítógép architektúra tervezésének elvei;
· az MPI-1 és MPI-2 párhuzamos programozási technológia specifikációja, az MPI szabványokat megvalósító különféle nyílt könyvtárak összetétele és jellemzői;
· OpenMP direktívák és függvények;
· szuperszámítógépek feladatkezelő rendszereinek alapfogalmai és irányelvei;
· szuperszámítógépekhez való távoli hozzáférés módszerei, ssh és ftp protokollok távoli eléréshez és információk másolásához;
· párhuzamos programok eredményességének értékelési módszerei
képesnek lenni:
· hatékonyan alkalmazni a vizsgált technológiákat a Lomonosov és Blue Gene/P szuperszámítógépek párhuzamos programjainak fejlesztésének gyakorlatában.
Saját szuperszámítógépek párhuzamos programjainak fejlesztésére szolgáló technológiák.
1. modul. Bevezetés a nagy teljesítményű számítástechnika témájába.
1.1. Alapdefiníciók és alapfogalmak.
1.2. A szuperszámítógépek fejlesztésének szükségességének indoklása. "Nagy kihívás" feladatok.
1.3. A szuperszámítógépes technológiák fejlesztésének fő irányai. Az exaflop számítástechnika problémái.
1.4. Minta problémák
2. A nagy teljesítményű számítástechnikai rendszerek architektúráinak tervezésének elvei.
2.1. A többprocesszoros számítási rendszerek architektúrájának alapelemei.
2.1.1. Processzor csomópontok. Példák megvalósításra.
2.1.2. Szuperszámítógépek többszintű memóriaszervezése.
2.1.3. Processzor csomópontok kommunikációs alrendszereinek megvalósítási módszerei.
2.1.4. Bemeneti-kimeneti rendszerek hardveres szervezésének módszerei.
2.2. Többprocesszoros számítástechnikai rendszerek architektúráinak áttekintése.
2.2.1. Többprocesszoros rendszerek megosztott memóriával.
2.2.2. Többprocesszoros rendszerek elosztott memóriával.
2.2.3. Heterogén nagy teljesítményű számítástechnikai rendszerek
2.2.4. Masszívan párhuzamos számítási rendszerek.
2.2.5. Klaszter rendszerek.
2.3. A számítástechnikai rendszerek teljesítményének értékelési módszerei.
2.4. A nagy teljesítményű számítástechnikai rendszerek fejlesztésének trendjei. Moore törvénye. Top500 és Top50 lista.
2.5. Példák nagy teljesítményű számítástechnikai rendszerarchitektúrákra.
2.5.1. A Moszkvai Állami Lomonoszov Egyetem szuperszámítógépének felépítése
2.5.2. Az IBM Regatta osztott memóriás többprocesszoros rendszer felépítése.
2.5.3. A BlueGene/P masszívan párhuzamos számítási rendszer felépítése
3. Többprocesszoros számítástechnikai rendszerek szoftverének alapelemei.
3.1. OS .
3.2. Párhuzamos fájlrendszerek.
3.3. Munkakör-menedzsment rendszerek.
3.4. Párhuzamos matematikai könyvtárak.
3.5. Programozási rendszerek és eszközkörnyezetek párhuzamos programok fejlesztéséhez és hibakereséséhez.
3.6. Lomonosov szuperszámítógép szoftver, BlueGene/P.
2. modul. Az OpenMP technológia alapjai.
2.1 Alapfogalmak. Másodlagos funkciók. Párhuzamos és szekvenciális területek. A munka elosztása. Párhuzamos hurkok.
2.2 Párhuzamos szakaszok. Feladatok. Szinkronizálási módszerek.
3. modul. Az MPI üzenettovábbítási technológia alapjai.
3.1. MPI szabványok: megvalósítás, fejlesztési irányok.
3.2. Alapfogalmak, párhuzamos programok MPI technológiával történő felépítésének elvei.
3.3. Az üzenetátviteli módok fogalma.
3.4. Pont-pont cserék szervezése.
3.5. Kollektív MPI műveletek.
3.6. Származtatott adattípusok.
3.7. Virtuális topológiák és műveletek kommunikátorokon.
3.8. Interkommunikátorok. Egyirányú kommunikáció. Hiba a feldolgozásban.
3.9. Dinamikus folyamatvezérlés. Párhuzamos I/O.