IDENTIFYING DATA 2009_10
Subject (*) Code 175112105
Study programme
Enginyeria Informàtica i de la Seguretat (2007)
Cycle 2nd
Descriptors Credits Type Year Period
4.5 Compulsory First Only annual
Language
Català
Department Enginyeria Informàtica i Matemàtiques
Coordinator
ALIAGAS CASTELL, CARLES
E-mail carles.aliagas@urv.cat
marc.sanchez@urv.cat
Lecturers
ALIAGAS CASTELL, CARLES
SANCHEZ ARTIGAS, MARC
Web http://deim.urv.net/~aliagas/ae/welcome.htm
General description and relevant information Estudi de les arquitectures multiprocessador de memòria distribuïda (MMD) i de les tècniques específiques per a la seva programació eficient. Identificació dels factors que intervenen en el rendiment dels sistemes MMD. Desenvolupament d'aplicacions paral·leles eficients per a sistemes MMD (paral·lelització de programes seqüencials i paral·lelització de bucles). Estudi i utilització pràctica de la interfície estàndard de pas de missatges MPI per al desenvolupament d'aplicacions paral·leles sobre sistemes distribuïts multicomputador.

Competences
Type A Code Competences Specific
  Research
  AR2 Aplicar els coneixements de matemàtiques a l’enginyeria informàtica.
  AR6 Aplicar metodologies per a l'enginyeria del software
  AR7 Analitzar, dissenyar i desenvolupar sistemes de temps real.
  AR8 Analitzar, dissenyar i desenvolupar arquitectures de computadors.
  AR9 Analitzar, dissenyar i desenvolupar arquitectures de xarxes.
  AR12 Aplicar metodologies de la intel·ligència artificial.
Type B Code Competences Transversal
  Common
  BC11 Treballar en equip i gestionar equips
Type C Code Competences Nuclear
  Common

Learning aims
Objectives Competences
Conèixer les arquitectures de Multiprocessadors de Memòria Distribuïda (MMD). AR2
AR8
AR9
Conèixer els models de programació dels MMD i comprendre el seu funcionament intern. AR2
AR8
Comprendre el funcionament de les tècniques de sincronització als MMD. AR2
AR7
AR8
Comprendre el procés específic de paral·lelització d'algorismes als MMD i els seus principis de disseny. AR2
AR6
AR12
Comprendre el funcionament dels algorismes de coherència de caché als MMD. AR2
AR8
Conèixer el model estàndard de programació MPI. AR2
AR6
Dissenyar i implementar programes paral·lels als MMD utilitzant MPI. AR2
AR6
AR8
BC11

Contents
Topic Sub-topic
Introducció Arquitectura dels multiprocessadors de memòria distribuïda. Conceptes d'escalabilitat. Espai d'adreces compartit. Pas de missatges.
Paral.lelització de bucles als MMD Introducció. Adaptació de límits. Generació de comunicacions. Optimitzacions. Tractament d'offsets.
Models de programació de MMD Introducció. Transaccions de xarxa. Espai d'adreces compartit. Pas de missatges. Problemes comuns.
Sincronització als MMD Introducció. Semàfors. Barreres.
Paral·lelització als MMD Introducció. Mètode de paral·lelització. Subdivisió. Particionat del domini. Transformació del procés kernel.
Coherència de caché basada en directori Introducció. Esquemes de coherència de caché. Protocol de directori pla basat en memòria: SGI Origin 3000.
Message Passing Interface (MPI) Introducció. Conceptes bàsics. Introducció a LAM. Introducció a XMPI. Comunicació punt-a-punt bloquejant. Comunicació punt-a-punt no bloquejant. Tipus de dades. Pas de missatges col·lectiu. Exemples.

Planning
Methodologies  ::  Tests
  Competences (*) Class hours Hours outside the classroom (**) Total hours
Introductory activities
1 0 1
 
Lecture
19 19 38
Problem solving, classroom exercises
10 10 20
Practicals using information and communication technologies (ICTs) in computer rooms
15 15 30
Assignments
0 10 10
Problem solving, exercises
0 10 10
 
Personal tuition
1 0 1
 
Objective short-answer tests
1 0 1
Practical tests
3 0 3
 
(*) On e-learning, hours of virtual attendance of the teacher.
(**) The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Methodologies
Methodologies
  Description
Introductory activities Presentació de l’assignatura: motivació, objectius, metodologia docent i avaluació.
Lecture Exposició dels continguts de l’assignatura.
Problem solving, classroom exercises Resolució de problemes simples relacionats amb els conceptes teòrics. Resolució de problemes i exercicis de la col·lecció d’exàmens.
Practicals using information and communication technologies (ICTs) in computer rooms Utilització pràctica del model de programació MPI.
Assignments Realització autònoma en grups de dos estudiants d’un treball pràctic de paral·lelització d’un algorisme seqüencial mitjançant MPI. Elaboració d’un informe escrit. Avaluació final pel professor.
Problem solving, exercises Resolució autònoma individual de problemes i exercicis de la col·lecció d’exàmens. Correcció personalitzada pel professor en horari de consultes.

Personalized attention
 
Problem solving, exercises
Practicals using information and communication technologies (ICTs) in computer rooms
Assignments
Description
Resolució de dubtes teòrics i pràctics.

Assessment
  Description Weight
Assignments Realització d’un treball de documentació d'un tema relacionat amb l'assignatura i la posterior presentació a classe d’aquest treball. 33
Practical tests Resolució de problemes de paral·lelització d'algorismes seqüencials mitjançant MPI. 33
Objective short-answer tests Resolució de problemes relacionats amb els conceptes teòrics. 33
 
Other comments and second exam session

L'assignatura es divideix en tres parts clarament diferenciades: teoria (33,3% de la nota final), pràctica (33,3% de la nota final) i treball-presentació (33,3% de la nota final) . Es requisit fonamental per aprovar l'assignatura, aprovar cada part per separat (això implica treure com a mínim un 5 a cada part). Per a cada una de les tres parts existeixen dues convocatòries


Sources of information

Basic Culler, D.; Singh, J. P.; Gupta, A., Parallel Computer Architecture: A Hardware/Software Approach, Morgan Kaufmann, 1997
Zima, H.; Chapman, B., Supercompilers for parallel and vector computers (2a. ed.), ACM Press, 1992
http://www.mpi-forum.org/docs/, MPI: A Message-Passing Interface Standard, Message Passing Interface Forum, 1995

Complementary Hennessy, J.L.; Patterson, D.A., Computer Architecture: A Quantitative Approach (2a. ed.), Morgan Kaufmann, 1996
Hwang, K., Advanced Computer Architecture: Parallelism, Scalability, Programmability, McGraw-Hill, 1993

Recommendations


Subjects that it is recommended to have taken before
PARALLEL ARCHITECTURES/17012002
(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.