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教育

大学院共通科目

知的基盤形成 科目群 (01ZZ6**)

計算科学のための高性能並列計算技術

科目番号 01ZZ606
授業科目名(和文) 計算科学のための高性能並列計算技術
授業科目名(英文) High Performance Parallel Computing Techniques for Computational Sciences
授業形態 講義
標準履修年次 大学院生(1-5)
開設学期 春Cモジュール
曜時限 8/1 09:00-16:45、8/2 09:00-16:45
教室 計算科学研究センター 1階 ワークショップ室
単位数 1
担当教員
教員名 朴 泰祐、建部 修見、多田野 寛人、高橋 大介、李 珍泌
所属 システム情報系
学務担当 システム情報工学研究科
主実施組織 計算科学研究センター
TF・TA
TF 無し
TA 無し
オフィスアワー等
オフィスアワー 各担当教員に電子メールで問い合わせのこと.
研究室
電話番号
E-mail
教育目標との関連 様々な分野において,大型並列計算機を用いた大規模シミュレーションが行われるようになってきた.そのため,多くの分野の研究者が並列計算技術を習得することは,非常に重要である.本講義では,様々な分野の学生が並列計算の基礎を修得することを目的とする.
授業の到達目標 1. 並列処理の基礎を理解する.
2. 並列プログラミング言語であるOpenMP,MPIについて理解する.
3. 並列計算アルゴリズムや,計算性能向上のための最適化について理解する.
授業概要  計算科学を支える大規模シミュレーション,超高速数値処理のためのスーパーコンピュータの主力プラットフォームはクラスタ型の並列計算機となってきました.ところが,大規模なクラスタ型並列計算機は,高い理論ピーク性能を示す一方で,実際のアプリケーションを高速に実行することは容易なことではありません.
本講義はそのようなクラスタ型並列計算機の高い性能を十二分に活用するために必要な知識,プログラミングを学びます.
キーワード 並列計算,OpenMP,MPI,並列計算アルゴリズム
授業計画 1 並列処理の基礎
アムダールの法則,並列化手法(EP,データ並列,パイプライン並列),通信,同期,並列化効率,負荷バランスなど並列処理に関する基礎事項を学ぶ. 朴 泰祐

2 並列システム
SMP,NUMA,クラスタ,グリッドなどの並列計算機システムと,並列計算機システムの性能に大きく関わる事項(メモリ階層,メモリバンド幅,ネットワーク,通信バンド幅,遅延など)を学ぶ. 朴 泰祐

3 並列数値アルゴリズムI
代表的な並列数値アルゴリズムである連立一次方程式の解法を学ぶ. 多田野 寛人

4 並列数値アルゴリズムII
代表的な並列数値アルゴリズムである高速フーリエ変換(FFT)を学ぶ. 高橋 大介

5 OpenMP
並列プログラミングモデル,並列プログラミング言語OpenMPを学ぶ. 李 珍泌(理化学研究所R-CCS)

6 MPI
並列プログラミング言語MPI2を学ぶ. 建部 修見

7 最適化I
並列計算機システムの計算ノード単体におけるプログラムの最適化手法(レジスタブロック,キャッシュブロック,メモリ割当など)と性能評価に関して学ぶ. 高橋 大介

8 最適化II
並列計算機システム全体における並列プログラムの最適化手法と性能評価に関して学ぶ. 建部 修見
履修条件 基礎的なプログラミングができること.
成績評価方法 各講義で出題されたレポート課題によって評価する.
教材・参考文献・配布資料 講義時に資料を配付する.
授業外における学習方法 講義時に配布された資料,及び出題された課題を行うことで理解を深める.
その他
開講情報
開講日 2019年 08月 01日   9時00分 ~ 16時45分
2019年 08月 02日   9時00分 ~ 16時45分
備考 講義の詳細は以下を参照してください。
http://www2.ccs.tsukuba.ac.jp/workshop/HPCseminar/2019/lecture.html
シラバス(英語)

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