Компьютерные науки

Введение в программирование на кластерах

Программа для инженеров и разработчиков, изучающих методы создания параллельных приложений для кластерных систем. В программе рассматриваются технологии Intel MPI и OpenMP для высокопроизводительных вычислений.
Студентов 1063 Выпускников 178 Для специалистов
690 ₽ 1 200 ₽
или любая сумма на ваше усмотрение
Вы можете оплатить любую сумму, чтобы поддержать наш проект и авторов программы. Объем услуг не зависит от размера вашей оплаты.
Объем
36 час.
Длительность
30 дней
Нагрузка в неделю
9 час.
Формат обучения
Дистанционно (самостоятельно)
Описание Учебный курс посвящен изучению основных понятий и парадигм параллельного программирования для кластерных систем. В материалах подробно рассматриваются программные инструменты для разработки высокопроизводительных приложений, включая стандарт MPI и технологию OpenMP. Особое внимание уделяется практической работе с компиляторами и библиотеками Intel для оптимизации вычислений и управления памятью. Курс будет полезен разработчикам высокопроизводительного ПО, системным программистам и специалистам, занимающимся научными и инженерными расчетами. Он помогает освоить методы создания масштабируемых и надежных решений для распределенных вычислительных сред.
Цели
  • Сформировать понимание принципов работы вычислительных систем с распределенной памятью.
  • Развить навыки использования интерфейса передачи сообщений MPI для разработки параллельных приложений.
  • Подготовить к применению инструментов Intel для анализа производительности и отладки кода.
  • Систематизировать знания о парадигмах параллельного программирования и методах оптимизации вычислений.
Чему я научусь?
  • Разрабатывать параллельные приложения с использованием стандарта MPI и модели OpenMP.
  • Настраивать двухточечные, неблокирующие и коллективные обмены данными между процессами.
  • Использовать виртуальные топологии и коммуникаторы для оптимизации структуры параллельного кода.
  • Анализировать производительность и корректность использования памяти с помощью инструментов Intel Inspector и VTune.
  • Применять высокопроизводительные математические библиотеки для ускорения вычислений.

Авторы

Немнюгин Сергей Андреевич
Немнюгин Сергей Андреевич
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры вычислительной физики Санкт-Петербургского государственного университета.
Чему я научусь?
  • Разрабатывать параллельные приложения с использованием стандарта MPI и модели OpenMP.
  • Настраивать двухточечные, неблокирующие и коллективные обмены данными между процессами.
  • Использовать виртуальные топологии и коммуникаторы для оптимизации структуры параллельного кода.
  • Анализировать производительность и корректность использования памяти с помощью инструментов Intel Inspector и VTune.
  • Применять высокопроизводительные математические библиотеки для ускорения вычислений.

Учебный план

№ Занятия
Экзамен экстерном Внимание! Экзамен экстерном не обязательный для сдачи. При желании вы можете его пройти, если хотите подтвердить свои знания по данному курсу без его изучения или поверить свои знания по нему. Экзамен экстерном можно сдать только один раз. 90 мин
1 Обзор средств разработки высокопроизводительных приложений Эта лекция является вводной. В ней рассматриваются такие вопросы, как эволюция вычислительных технологий, даётся обзор программных... Эта лекция является вводной. В ней рассматриваются такие вопросы, как эволюция вычислительных технологий, даётся обзор программных инструментов, используемых для разработки высокопроизводительных приложений. ещё
Обзор средств разработки высокопроизводительных приложений тест для курса Введение в программирование на кластерах 25 мин
2 Программирование с использованием Intel MPI. Введение В этой лекции рассматривается история появления и развитие MPI, вводятся основные понятия и терминология. Даётся описание... В этой лекции рассматривается история появления и развитие MPI, вводятся основные понятия и терминология. Даётся описание особенностей трансляции и запуска программ в MPI-1 и MPI-2. Приводится описание структуры MPI-программы. ещё
Программирование с использованием Intel MPI. Введение тест для курса Введение в программирование на кластерах 25 мин
3 Двухточечные обмены Лекция посвящена двухточечным обменам в MPI. Рассматриваются различные варианты блокирующих и неблокирующих обменов, приведено описание интерфейсов... Лекция посвящена двухточечным обменам в MPI. Рассматриваются различные варианты блокирующих и неблокирующих обменов, приведено описание интерфейсов соответствующих процедур библиотеки, приводятся примеры. ещё
Двухточечные обмены тест для курса Введение в программирование на кластерах 25 мин
4 Неблокирующие обмены В этой лекции рассматриваются неблокирующие обмены. Рассматриваются неблокирующие передача и приём, реализация проверок выполнения неблокирующих обменов,... В этой лекции рассматриваются неблокирующие обмены. Рассматриваются неблокирующие передача и приём, реализация проверок выполнения неблокирующих обменов, а также подпрограммы-пробники. ещё
Неблокирующие обмены тест для курса Введение в программирование на кластерах 15 мин
5 Коллективные обмены В этой лекции дается общая характеристика коллективных обменов. Рассматриваются широковещательная рассылка, операции распределения и сбора данных,... В этой лекции дается общая характеристика коллективных обменов. Рассматриваются широковещательная рассылка, операции распределения и сбора данных, операции приведения, синхронизация коллективных обменов. ещё
Коллективные обмены тест для курса Введение в программирование на кластерах 25 мин
6 Группы процессов и коммуникаторы Шестая лекция посвящена работе с группами процессов и коммуникаторами. Рассматриваются вопросы создания групп процессов, управления коммуникаторами,... Шестая лекция посвящена работе с группами процессов и коммуникаторами. Рассматриваются вопросы создания групп процессов, управления коммуникаторами, организации обменов между группами процессов, приводятся примеры. ещё
Группы процессов и коммуникаторы тест для курса Введение в программирование на кластерах 20 мин
7 Виртуальные топологии В данной лекции описывается работа в MPI с виртуальными топологиями, а также разбирается работа с пользовательскими... В данной лекции описывается работа в MPI с виртуальными топологиями, а также разбирается работа с пользовательскими типами данных. ещё
Виртуальные топологии тест для курса Введение в программирование на кластерах 15 мин
8 Программирование с использованием OpenMP В современных высокопроизводительных системах объединяются архитектура с распределённой памятью и архитектура с общей памятью (на уровне... В современных высокопроизводительных системах объединяются архитектура с распределённой памятью и архитектура с общей памятью (на уровне отдельного вычислительного узла). Использование OpenMP позволяет эффективно использовать возможности таких систем. В восьмой лекции рассматриваются особенности модели программирования, основанной на параллелизме потоков. Даётся обзор OpenMP. ещё
Программирование с использованием OpenMP тест для курса Введение в программирование на кластерах 25 мин
9 Компиляторы В этой лекции даются основные факты о назначении компиляторов, их работе и возможностям автоматической оптимизации.
Компиляторы тест для курса Введение в программирование на кластерах 25 мин
10 Intel-Cluster-Studio-XE-2013SP1
11 Продуктивное создание быстрых, масштабируемых, надежных приложений Intel-Parallel-Studio-XE-2013SP1-PB--082213
12 Инструмент проверки корректности использования памяти и потоков Intel-Inspector-XE-2013-PB--082213
13 Высокопроизводительные компиляторы Intel C++ и Fortran Intel Composer XE 2013
14 Высокопроизводительная библиотека MPI для организации обмена сообщениями в кластерах Intel MPI Library 4.1
15 Intel-VTune-Amplifier-XE-2013-PB-Russian
16 Программные инструменты Intel для разработчиков
17 Лидирующая в отрасли библиотека для высокопроизводительных математических вычислений Intel-Math-Kernel-Library-v11-1-PB-083013
Тренировочный экзамен Внимание! Тренировочный экзамен экстерном не обязательный для сдачи. При желании вы можете его пройти, если хотите проверить свои знания курса перед сдачей экзамена. Тренировочный экзамен можно сдавать сколько угодно один раз. 90 мин
Экзамен 60 мин

Какой документ я получу?

Сертификат

Выдаётся автоматически после успешного завершения программы.

Удостоверение о повышении квалификации

Выдается при наличии среднего специального или высшего образования (необходимые документы).

Стоимость программы

690 ₽ 1 200 ₽
или любая сумма на ваше усмотрение
Вы можете оплатить любую сумму, чтобы поддержать наш проект и авторов программы. Объем услуг не зависит от размера вашей оплаты.
^