Architektur paralleler Rechnersysteme - HPC Architectures (WS 2015/16)

Termine

• Vorlesungen: wöchentlich, Dienstags, 13:45 - 15:15, O1 258
• Übungen: wöchentlich, Dienstags, 15:15 - 16:00, O1 258, ggf. O2 267

Motivation

Parallelrechner finden in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen Einsatz. Diese Veranstaltung führt in Rechnerarchitekturen der wichtigsten Parallelrechner und in die Nutzung dieser Systeme ein. Schwerpunkte der Veranstaltung liegt auf High-Performance-Computer.

Hörerkreis

• MA Informatik - Gebiet Eingebettete Systeme und Systemsoftware (ESS)
• "Verteilte Rechnersysteme" und "System Software"
• Zuordnung zu anderen Modulen ist übergangsweise noch möglich.
• MA Computer Engineering
  • "Computer Architecture und "Clouds, Grids and HPC"
• Prüfung
• Modulprüfung: mündlich, in Absprache mit Dozenten der zweiten Vorlesung
• Termin bitte per eMail anfragen

Wünschenswerte Kenntnisse

• Grundlagen der Rechnerarchitektur
• Grundlagen der Programmiersprachen

Vorlesung

Die Folien der Vorlesung werden elektronisch präsentiert und anschließend im Web zur Verfügung gestellt. Die Vorlesung ist angelehnt an das Buch und die Unterlagen zu "Parallel Computer Architecture - A Hardware / Sofware Approach" von Culler, Singh und Gupta.

• Vorlesung 1: 20.10.15, Folien (pdf)
• Vorlesung 2: 27.10.15, Folien (pdf)
• Vorlesung 3: 03.11.15, Folien (pdf)
• Vorlesung 4: 10.11.15, Folien (pdf)
• Vorlesung 5: 17.11.15, Folien (pdf)
• Vorlesung 6: 24.11.15, Folien (pdf)
• Vorlesung 7: 01.12.15, Folien (pdf)
• Vorlesung 8: 08.12.15, Folien (pdf)
• Vorlesung 9: 15.12.15, Folien (pdf)
• Vorlesung 10: 05.01.16, Folien (pdf)
• Vorlesung 11: 12.01.16, Folien (pdf)
• Vorlesung 12: 19.01.16, Folien (pdf)
• Vorlesung 13: 26.01.16, Folien (pdf)
• Vorlesung 14: 02.02.16, Folien (pdf)
• Vorlesung 15: 16.02.16 Ersatztermin, Ort O2 267

Übungen

Die in der Vorlesung erzielten Kenntnisse werden teilweise in praktischen Übungen auf parallelen Hochleistungsrechnern umgesetzt. Bitte die Lösungen der Übungszettel als elektronische Version zu schicken!!

• Übung 1 (pdf)
• Übung 2 (pdf)
• Übung 3 (pdf)
• Übung 4 (pdf)
• Übung 5 (pdf)

Inhaltsübersicht

• Paralleles Rechnen aus Sicht des Anwenders 
• Programmierung von Parallelrechnern
• Grundlagen der Rechnerarchitektur
• Architektur paralleler Rechersysteme
• Speichergekoppelte Systeme
• Cache-Kohärenz in skalierbaren Rechnersystemen
• Cluster-Computing
• Datacenter Architekturen
• Energieeffizienz

Literaturhinweise

• Culler, David E.; Singh, Jaswinder P.; Gupta, Anoop: Parallel computer architecture : A hardware/software approach , Morgan Kaufmann, 1999
• Hennessy, J.; Patterson D.: Computer Architecture - Quantitative Approach, 1996
• Hwang, Kai: Advanced Computer Architecture, 1993
• Kaxiras, Stefanos; Martonosi, Margaret: Compter Architecture Techniques for Power-Efficiency, Morgan&Claypool Pub., 2008
• Rauber, T; Rünger, G.: Parallele Programmierung, 2012
• Andrews, Gregory R.: Foundations of Multithreaded, Parallel, and Distributed Programming, Addison-Wesley, 2000
• Chapman, B.; Jost, G.; Van der Pas, R.: Using OpenMP - Portable Shared Memory Parallel Programming, MIT Press, 2008
• Gropp, William; Lusk, Ewing; Thakur, Rajeev: Using MPI - 2 : advanced features of the Message-Passing Interface, MIT Press, 1999