Programmering av parallelldatorer - metoder och verktyg, 6 hp

Programming of Parallel Computers - Methods and Tools, 6 credits

TDDC78

Kursen är nedlagd. Gavs sista gången VT 2023. Ersätts av TDDE65.

Huvudområde

Datateknik Datavetenskap

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Kurstyp

Programkurs

Examinator

Christoph W. Kessler

Studierektor eller motsvarande

Ahmed Rezine

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 52 h
Rekommenderad självstudietid: 108 h

Tillgänglig för utbytesstudenter

Ja
VOF = Valbar / Obligatorisk / Frivillig
Kursen ges för Termin Period Block Språk Ort/Campus VOF
6CDDD Civilingenjör i datateknik 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CDDD Civilingenjör i datateknik (Datorsystem) 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CDDD Civilingenjör i datateknik (Programmering och algoritmer) 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CIII Civilingenjör i industriell ekonomi 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, franska 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, japanska 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, kinesiska 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, spanska 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, tyska 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CITE Civilingenjör i informationsteknologi 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CITE Civilingenjör i informationsteknologi (Datorsystem) 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CITE Civilingenjör i informationsteknologi (Programmering och algoritmer) 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CMEN Civilingenjör i medieteknik 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CMJU Civilingenjör i mjukvaruteknik 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CMJU Civilingenjör i mjukvaruteknik (Programmering och algoritmer) 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Styr- och informationssystem) 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Styr- och informationssystem) 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Styr- och informationssystem) 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Styr- och informationssystem) 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Styr- och informationssystem) 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Styr- och informationssystem) 8 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6MICS Computer Science, masterprogram 2 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6MDAV Datavetenskap, masterprogram 2 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6MELE Electronics Engineering, masterprogram (System-on-Chip) 2 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6MMAT Matematik, masterprogram 2 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6MMAT Matematik, masterprogram 2 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V
6MMAT Matematik, masterprogram (Datalogi) 2 (VT 2017) 2 3 Engelska Linköping, Valla V

Huvudområde

Datateknik, Datavetenskap

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Fördjupningsnivå

A1X

Kursen ges för

  • Civilingenjör i datateknik
  • Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell
  • Civilingenjör i industriell ekonomi
  • Civilingenjör i medieteknik
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik
  • Datavetenskap, masterprogram
  • Electronics Engineering, masterprogram
  • Matematik, masterprogram
  • Civilingenjör i informationsteknologi
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell
  • Civilingenjör i mjukvaruteknik
  • Computer Science, masterprogram

Särskild information

Får ej ingå i examen samtidigt som TANA77.

Förkunskapskrav

OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.

Rekommenderade förkunskaper

Grundkurser i programmering. Det rekommenderas en kurs i processprogrammering eller liknande, eftersom förståelse för processbegreppet förutsätts. Programmeringsövningar erfordrar programmeringskunskaper i C/C++.

Lärandemål

Paralleldatorer används för att lösa tunga beräkningsproblem. Studenten ska tillägna sig kunskap om programmering av parallelldatorer och behärska ett urval metoder och hjälpmedel. Kursen skall även ge inblick i hur parallelldatorer kan utnyttjas för några tillämpningsområden, såsom bildanalys och tekniska beräkningar. Efter kursen ska studenten kunna

  • använda effektiva metoder och språk för programmering av parallella datorarkitekturer,
  • programmera parallelldatorer med distribuerat minne (MPI) och delat minne (OpenMP).

Kursinnehåll

Arkitekturen hos parallelldatorsystem: Minneshierarkier, delat minne samt distribuerade minnesarkitekturer. Vektoroperationer. Parallella exekveringsmodeller och språk. Prestandamätning och uppsnabbning. Meddelandesändningsbaserad programmering, multithreading respektive dataparallell programmering. Principer för data-parallella språk. Tidskomplexitet. Skalbarhet. Schemaläggning av parallellprogram. Grid computing. Verktyg för parallellprogrammering. MPI (Message Passing Interface), HPF (High Performance Fortran) och OpenMP. Grundläggande parallella numeriska algoritmer och BLAS (Basic Linear Algebra Subprograms). Tillämpningsområden för parallellprogrammering. Parallell lösning av ekvationssystem.
Laborationskursen ger praktisk kunskap om programmering av parallella datorsystem, olika programmeringsparadigmer används.

Undervisnings- och arbetsformer

Föreläsningarna behandlar teori och principer, medan laborationerna ger praktiska övningar i parallell programmering och användning av lämpliga verktyg. Laborationskursen använder superdatorressurser vid National Supercomputer Center.

Examination

LAB1Laborationskurs3 hpU, G
TEN1Skriftlig tentamen3 hpU, 3, 4, 5
Uppgifterna på tentamen testar hur väl studenten uppfyller kursens mål. För godkänt betyg kan brister i uppfyllande av vissa delar av målen i någon mån kompenseras med ett djupare kunnande inom andra delar.

Betygsskala

Alternativ graderad skala, LiU, U, 3, 4, 5

Övrig information

Påbyggnadskurser:
Multicore- och GPU-Programmering.

Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.

Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt. 

Institution

Institutionen för datavetenskap

Studierektor eller motsvarande

Ahmed Rezine

Examinator

Christoph W. Kessler

Kurshemsida och andra länkar

http://www.ida.liu.se/~TDDC78/

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 52 h
Rekommenderad självstudietid: 108 h

Kurslitteratur

C. Kessler: Programming of parallel computers - Compendium OHs, finns tillgänglig för registrerade kursdeltagare på kurshemsidan. L. Elden, H. Park and Y. Saad. Scientific Computing on High Performance Computers (compendium), finns tillgänglig för registrerade kursdeltagare på kurshemsidan. Labb-kompendium, finns på kurshemsidan. För ytterligare kurslitteratur se kursens hemsida.
Kod Benämning Omfattning Betygsskala
LAB1 Laborationskurs 3 hp U, G
TEN1 Skriftlig tentamen 3 hp U, 3, 4, 5
Uppgifterna på tentamen testar hur väl studenten uppfyller kursens mål. För godkänt betyg kan brister i uppfyllande av vissa delar av målen i någon mån kompenseras med ett djupare kunnande inom andra delar.

Kursplan

För varje kurs finns en kursplan. I kursplanen anges kursens mål och innehåll samt de särskilda förkunskaper som erfordras för att den studerande skall kunna tillgodogöra sig undervisningen.

Schemaläggning

Schemaläggning av kurser görs efter, för kursen, beslutad blockindelning. För kurser med mindre än fem deltagare, och flertalet projektkurser läggs inget centralt schema.

Avbrott på kurs

Enligt rektors beslut om regler för registrering, avregistrering samt resultatrapportering (Dnr LiU-2015-01241) skall avbrott i studier registreras i Ladok. Alla studenter som inte deltar i kurs man registrerat sig på är alltså skyldiga att anmäla avbrottet så att kursregistreringen kan 
tas bort. Avanmälan från kurs görs via webbformulär, www.lith.liu.se/for-studenter/kurskomplettering?l=sv. 

Inställd kurs

Kurser med få deltagare ( < 10) kan ställas in eller organiseras på annat sätt än vad som är angivet i kursplanen. Om kurs skall ställas in eller avvikelse från kursplanen skall ske prövas och beslutas detta av programnämnden. 

Föreskrifter rörande examination och examinator 

Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622678 

Examination

Tentamen

Skriftlig och muntlig tentamen ges minst tre gånger årligen; en gång omedelbart efter kursens slut, en gång i augustiperioden samt vanligtvis i en av omtentamensperioderna. Annan placering beslutas av programnämnden.

Principer för tentamensschemat för kurser som följer läsperioderna:

  • kurser som ges Vt1 förstagångstenteras i mars och omtenteras i juni och i augusti
  • kurser som ges Vt2 förstagångstenteras i maj och omtenteras i augusti och i oktober
  • kurser som ges Ht1 förstagångstenteras i oktober och omtenteras i januari och augusti
  • kurser som ges Ht2 förstagångstenteras i januari och omtenteras i påsk och i augusti 

Tentamensschemat utgår från blockindelningen men avvikelser kan förekomma främst för kurser som samläses/samtenteras av flera program.

  • För kurser som av programnämnden beslutats vara vartannatårskurser ges tentamina 3 gånger endast under det år kursen ges.
  • För kurser som flyttas eller ställs in så att de ej ges under något eller några år ges tentamina 3 gånger under det närmast följande året med tentamenstillfällen motsvarande dem som gällde före flyttningen av kursen.
  • Har undervisningen upphört i en kurs ges under det närmast följande året tre tentamina samtidigt som tentamen ges i eventuell ersättningskurs, alternativt i samband med andra omtentamina. Dessutom ges tentamen ytterligare en gång under det därpå följande året om inte programnämnden föreskriver annat.
  • Om en kurs ges i flera perioder under året (för program eller vid skilda tillfällen för olika program) beslutar programnämnden/programnämnderna gemensamt om placeringen av och antalet omtentamina. 

Anmälan till tentamen

För deltagande i tentamina krävs att den studerande gjort förhandsanmälan i Studentportalen under anmälningsperioden, dvs tidigast 30 dagar och senast 10 dagar före tentamensdagen. Anvisad sal meddelas fyra dagar före tentamensdagen via e-post. Studerande, som inte förhandsanmält sitt deltagande riskerar att avvisas om plats inte finns inom ramen för tillgängliga skrivningsplatser.

Teckenförklaring till tentaanmälningssystemet:
  ** markerar att tentan ges för näst sista gången
  * markerar att tentan ges för sista gången 

Ordningsföreskrifter för studerande vid tentamensskrivningar

Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622682

Plussning

Vid Tekniska högskolan vid LiU har studerande rätt att genomgå förnyat prov för högre betyg på skriftliga tentamina samt datortentamina, dvs samtliga provmoment med kod TEN och DAT. På övriga examinationsmoment ges inte möjlighet till plussning, om inget annat anges i kursplan.

Andra examinationsformer

För regler för omprov vid andra examinationsformer än skriftliga tentamina hänvisas till LiU-föreskrifterna för examination och examinator, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622678. 

Försök till vilseledande

Vid grundad misstanke om att en student försökt vilseleda vid examination eller när en studieprestation ska bedömas ska enligt Högskoleförordningens 10 kapitel examinator anmäla det vidare till universitetets disciplinnämnd. Möjliga konsekvenser för den studerande är en avstängning från studierna eller en varning. För mer information se www.liu.se/disciplinnamnden.

Betyg

Företrädesvis skall betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) och med beröm godkänd (5) användas. Kurser som styrs av tekniska fakultetsstyrelsen fastställt tentamensschema skall därvid särskilt beaktas.

  1. Kurser med skriftlig tentamen skall ge betygen (U, 3, 4, 5).
  2. Kurser med stor del tillämpningsinriktade moment såsom laborationer, projekt eller grupparbeten får ges betygen underkänd (U) eller godkänd (G).

Examinationsmoment

  1. Skriftlig tentamen (TEN) skall ge betyg (U, 3, 4, 5).
  2. Examensarbete samt självständigt arbete ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).
  3. Examinationsmoment som kan ge betygen underkänd (U) eller godkänd (G) är laboration (LAB), projekt (PRA), kontrollskrivning (KTR), muntlig tentamen (MUN), datortentamen (DAT), uppgift (UPG).
  4. Övriga examinationsmoment där examinationen uppfylls framför allt genom aktiv närvaro som annat (ANN), basgrupp (BAS) eller moment (MOM) ger betygen underkänd (U) eller godkänd (G).

Rapportering av den studerandes examinationsresultat sker på respektive institution.

Regler

Universitetet är en statlig myndighet vars verksamhet regleras av lagar och förordningar, exempelvis Högskolelagen och Högskoleförordningen. Förutom lagar och förordningar styrs verksamheten av ett antal styrdokument. I Linköpings universitets egna regelverk samlas gällande beslut av regelkaraktär som fattats av universitetsstyrelse, rektor samt fakultets- och områdesstyrelser. 

LiU:s regelsamling angående utbildning på grund- och avancerad nivå nås på http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/Innehall/Utbildning_pa_grund-_och_avancerad_niva. 

C. Kessler: Programming of parallel computers - Compendium OHs, finns tillgänglig för registrerade kursdeltagare på kurshemsidan. L. Elden, H. Park and Y. Saad. Scientific Computing on High Performance Computers (compendium), finns tillgänglig för registrerade kursdeltagare på kurshemsidan. Labb-kompendium, finns på kurshemsidan. För ytterligare kurslitteratur se kursens hemsida.
I = Introducera, U = Undervisa, A = Använda
I U A Moduler Kommentar
1. ÄMNESKUNSKAPER
1.1 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) matematiska och naturvetenskapliga ämnen

                            
1.2 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) teknikvetenskapliga ämnen
X
Architecture, modeling and programming of parallel computer systems
1.3 Fördjupade kunskaper (motsvarande G2X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen
X
X
Implementation of parallel algorithms e.g. in image processing and linear algebra
1.4 Väsentligt fördjupade kunskaper (motsvarande A1X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen

                            
1.5 Insikt i aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete

                            
2. INDIVIDUELLA OCH YRKESMÄSSIGA FÄRDIGHETER OCH FÖRHÅLLNINGSSÄTT
2.1 Analytiskt tänkande och problemlösning
X
X
Programming and performance models of parallel computers; Performance analysis
2.2 Experimenterande och undersökande arbetssätt samt kunskapsbildning
X
Implementation and performace evaluation of parallel algorithms
2.3 Systemtänkande
X
X
Design of parallel programs; Parallel computer architecture; Experimental and asymptotic analysis
2.4 Förhållningssätt, tänkande och lärande

                            
2.5 Etik, likabehandling och ansvarstagande

                            
3. FÖRMÅGA ATT ARBETA I GRUPP OCH ATT KOMMUNICERA
3.1 Arbete i grupp
X
Laborationer i grupper om två studenter
3.2 Kommunikation

                            
3.3 Kommunikation på främmande språk

                            
4. PLANERING, UTVECKLING, REALISERING OCH DRIFT AV TEKNISKA PRODUKTER OCH SYSTEM MED HÄNSYN TILL AFFÄRSMÄSSIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV
4.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling

                            
4.2 Företags- och affärsmässiga villkor

                            
4.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera utveckling av produkter och system
X
X
Classification of computer architectures; Modeling memory hierarchy; Cost models
4.4 Att konstruera produkter och system
X
X
Design of parallel programs (PCAM method)
4.5 Att realisera produkter och system
X
X
Architecture of parallel systems; Design and implementation of parallel programs
4.6 Att ta i drift och använda produkter och system

                            
5. PLANERING, GENOMFÖRANDE OCH PRESENTATION AV FORSKNINGS- ELLER UTVECKLINGSPROJEKT MED HÄNSYN TILL VETENSKAPLIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV
5.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling för kunskapsutveckling

                            
5.2 Ekonomiska villkor för kunskapsutveckling

                            
5.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera forsknings- eller utvecklingsprojekt

                            
5.4 Att genomföra forsknings- eller utvecklingsprojekt

                            
5.5 Att redovisa och utvärdera forsknings- eller utvecklingsprojekt

                            

Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida.

Det finns inga filer att visa.