Vorlesung Parallele Programmierung
Ort: Do 14-16, SR 013, Geb. 45.
Erste Vorlesung: 24.4.98
Dozent: Peter Sanders, Geb. 46, Raum 315, Tel. 0681 9325 115, sanders@mpi-sb.mpg.de
Der Einsatz vieler Prozessoren zur gemeinsamen Lösung eines
Problems ist einer der wichtigsten Ansätze zur Erhöhung der Leistung
von Informatikanwendungen. In dieser Vorlesung sollen praktisch
wichtige Ansätze zur Erstellung paralleler Programme vermittelt
werden. Das geht von der Analyse der Problemstellung über den
Entwurf eines konkreten Algorithmus bis zur Umsetzung in ein
effizientes und portables Programm. In einer vorlesungsbegleitenden
Übung können diese Konzepte auf dem MPI-eigenen Cluster mit
16 Prozessoren praktisch erprobt werden. Dabei wird
das "Message Passing Interface" (MPI) eingesetzt;
ein Standard für die Programmierung nachrichtengekoppelter
Parallelrechner, der seinen Erfolg einem guten
Kompromi\3 zwischen Portabilität, Mächtigkeit und
Effizienz verdankt.
Grundlagen
Aufbau heutiger Parallelrechner, Analyse paralleler Algorithmen,
Programmierung mit dem Message Passing Interface.
Grundlegende Parallelisierungsansätze: Parallelisierung
durch Datenzerlegung, Erhöhen der Kommunikationsgranularität,
Latenzzeitverdeckung, systolische Algorithmen, parallele lineare
Algebra, kollektive Kommunikationsmuster, Sortieralgorithmen,
Lastverteilungsalgorithmen, parallele Datenstrukturen.
Komplexere Anwendungen: Airline und
Railway Crew Scheduling, Klimasimulation. Andere Programmiermodelle:
Zielgruppe und Vorkenntnisse
Informatiker im Hauptstudium sowie ggf. Ingenieure und
Naturwissenschaftler, die an rechenintensiven
Forschungsprojekten mitwirken. Fur die vorlesungsbegleitenden
Übungen wird die Beherrschung von C oder C++ sowie Grundkenntnisse im
Umgang mit Unix-Workstations erwartet.
Literatur
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P. Sanders and T. Worsch.
Parallele Programmierung mit MPI: ein Praktikum.
Logos-Verlag, Berlin, 1997. Entstanden aus den Unterlagen zu einem
Praktikum an der Universität Karlsruhe. Das Buch kann von
Vorlesungsteilnehmern zu einem ermäßigten Preis von 27 DM
erworben werden.
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V. Kumar, A. Grama, A. Gupta und G. Karypis.
Introduction to
Parallel Computing. Design and Analysis of Algorithms.
Benjamin/Cummings, 1994.
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Allgemeine Information zum Message Passing Interface
findet man im WWW über die
Homepage des MPI Forums.
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- Die Dokumentation von MPI-1
liegt in der Version 1.2 vor. Sie ergibt sich aus Version 1.1
durch die Berücksichtigung einiger Klarstellungen, die im MPI-2 Standard enthalten sind.
MPI-1.1 als Postscript-Version und als HTML-Version. (Kopien in Karlsruhe)
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- User's guide for mpich
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- Seit Ende Juli 97 liegt auch die Dokumentation von MPI-2 offiziell
in der Version 2.0 vor. Bislang sind die Errata sehr kurz.
Das MPI-2 Journal of Development
enthält Dinge, die am Ende doch nicht in den MPI-2 Standard
aufgenommen wurden.
Materialien zur Vorlesung
Last modified: Fri Apr 17 14:30:00 MET DST 1998