DADES IDENTIFICATIVES 2010_11
Assignatura (*) ARQUITECTURES PARAL·LELES I Codi 175171101
Ensenyament
Intel·ligència Artificial (2006)
Cicle 2n
Descriptors Crèd. Tipus Curs Període
4.5 Obligatòria Primer Únic anual
Llengua d'impartició
Català
Departament Enginyeria Informàtica i Matemàtiques
Coordinador/a
ALIAGAS CASTELL, CARLES
Adreça electrònica carles.aliagas@urv.cat
Professors/es
ALIAGAS CASTELL, CARLES
Web http://deim.urv.net/~aliagas/ap/welcome.htm
Descripció general i informació rellevant Estudi de les arquitectures multiprocessador de memòria compartida (MMC), aprofundint en les tècniques específiques per a la seva programació eficient. Identificació dels factors que intervenen en el rendiment dels sistemes MMC. Desenvolupament d'aplicacions paral·leles eficients per a sistemes MMC (paral·lelització de programes seqüencials i paral·lelització de bucles). Estudi i utilització pràctica del model estàndard de programació de memòria compartida OpenMP per al desenvolupament d'aplicacions paral·leles sobre sistemes MMC.

Competències
Tipus A Codi Competències Específiques
  Recerca
  AR2 Aplicar els coneixements de matemàtiques a l’enginyeria informàtica.
  AR3 Conèixer productes tecnològics i tendències de la tecnologia.
  AR6 Aplicar metodologies per a l'enginyeria del software.
  AR8 Analitzar, dissenyar i desenvolupar arquitectures de computadors.
  AR13 Analitzar, dissenyar i desenvolupar eines de programació
Tipus B Codi Competències Transversals
  Comú
  BC1 Creativitat. Desenvolupar idees i projectes originals
  BC2 Treballar autònomament amb iniciativa
  BC4 Resoldre problemes de manera efectiva.
  BC6 Actuar amb un esperit crític i responsable.
  BC7 Considerar l’ètica i la integritat intel·lectual com a valors essencials a la pràctica professional
  BC8 Autoestima professional. Comprendre el valor del propi coneixement i del seu impacte a la societat/comunitat.
  BC11 Treballar en equip i gestionar equips.
  BC13 Aprendre a aprendre.
  BC14 Planificació i organització.
  BC15 Promoure una actitud orientada a la motivació per la qualitat.
Tipus C Codi Competències Nuclears
  Comú
  CC1 Domini de l’expressió i la comprensió del/s idioma/es estrangers per al desenvolupament professional derivat del curs del postgrau.
  CC2 Ús de les eines específiques de TIC per al desenvolupament professional derivat del curs de postgrau.
  CC5 Gestió del temps per al desenvolupament acadèmic i professional

Objectius d'aprenentatge
Objectius Competències
Conèixer les arquitectures dels multiprocessadors de propòsit general. AR3
AR6
AR8
Comprendre el funcionament de les tècniques de sincronització als Multiprocessadors de Memòria Compartida (MMC). AR3
AR8
BC1
BC2
BC4
BC6
BC13
BC14
CC1
CC5
Comprendre el procés general de paral·lelització d'algorismes i els seus principis de disseny. AR6
AR13
BC1
BC4
BC6
BC11
BC13
BC14
BC15
CC1
CC2
CC5
Comprendre el procés específic de paral·lelització d'algorismes als MMC i els seus principis de disseny. AR3
AR6
BC1
BC4
BC11
BC13
BC14
BC15
CC1
CC2
CC5
Comprendre el funcionament dels algorismes de coherència de caché als MMC. AR3
AR6
AR8
AR13
BC1
BC2
BC4
BC6
BC8
BC13
BC14
BC15
CC1
CC2
CC5
Conèixer el model estàndard de programació OpenMP. AR3
AR6
AR8
AR13
BC1
BC2
BC4
BC6
BC8
BC13
BC14
BC15
CC1
CC2
CC5
Dissenyar i implementar programes paral·lels sobre MMC utilitzant OpenMP. AR2
AR3
AR6
AR8
BC1
BC4
BC6
BC7
BC8
BC11
BC13
BC14
BC15
CC1
CC2
CC5

Continguts
Tema Subtema
Introducció Arquitectures paral·leles de propòsit general: motivació i conceptes bàsics. Estructures de multiprocessador. Arquitectura dels multiprocessadors de memòria compartida. Xarxes d'interconnexió.
Paral·lelització de bucles als MMC Bucles paral·lels DOALL. Planificació temporal de bucles paral·lels. Anàlisi de dependències. Generació de bucles DOALL. Transformacions per suportar paral·lelització. Normalització de bucles. Substitució i expansió escalar. Copiat de variables. Intercanvi de bucles. Alineació de bucles.
Paral·lelització de programes als MMC Introducció. Tècniques de sincronització. Primitives atòmiques. Semàfors. Barreres. Procés general de paral·lelització. Balanceig de càrrega i temps d'espera. Identificació de concurrència i paral·lelisme. Assignació estàtica i dinàmica. Granularitat de tasques. Reducció de comunicació i serialització. Explotació de localitat temporal i espacial. Reducció de sobrecàrrega, retard i contenció. Tècniques d'optimització.
Coherència de caché als MMC Introducció. Coherència de memòria. Protocols de “snooping” de bus. Protocol MESI.
OpenMP Introducció. Conceptes bàsics. Model de programació. Directives de programació. Exemples.

Planificació
Metodologies  ::  Proves
  Competències (*) Hores a classe Hores fora de classe (**) Hores totals
Activitats Introductòries
1 0 1
 
Sessió Magistral
19 19 38
Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària
10 10 20
Pràctiques a través de TIC en aules informàtiques
15 15 30
Treballs
0 10 10
Resolució de problemes, exercicis
0 10 10
 
Atenció personalitzada
1 0 1
 
Proves objectives de preguntes curtes
1 0 1
Proves pràctiques
3 0 3
 
(*) En el cas de docència no presencial, són les hores de treball amb suport vitual del professor.
(**) Les dades que apareixen a la taula de planificació són de caràcter orientatiu, considerant l’heterogeneïtat de l’alumnat

Metodologies
Metodologies
  Descripció
Activitats Introductòries Presentació de l’assignatura: motivació, objectius, metodologia docent i avaluació.
Sessió Magistral Exposició dels continguts de l’assignatura.
Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària Resolució de problemes simples relacionats amb els conceptes teòrics. Resolució de problemes i exercicis de la col·lecció d’exàmens.
Pràctiques a través de TIC en aules informàtiques Utilització pràctica del model de programació OpenMP.
Treballs Realització autònoma en grups de dos estudiants d’un treball pràctic de paral·lelització d’un algorisme seqüencial mitjançant OpenMP. Elaboració d’un informe escrit. Avaluació final pel professor.
Resolució de problemes, exercicis Resolució autònoma individual de problemes i exercicis de la col·lecció d’exàmens. Correcció personalitzada pel professor en horari de consultes.

Atenció personalitzada
 
Pràctiques a través de TIC en aules informàtiques
Treballs
Resolució de problemes, exercicis
Descripció
Resolució de dubtes teòrics i pràctics.

Avaluació
  Descripció Pes
Treballs Treballs pràctics de paral·lelització d'algorismes seqüencials en grups de dos estudiants. 30
Proves objectives de preguntes curtes Resolució de problemes curts relacionats amb els conceptes teòrics. 40
Proves pràctiques Resolució d’un problema de paral·lelització d’un algorisme seqüencial mitjançant OpenMP. 30
 
Altres comentaris i segona convocatòria

Els treballs pràctics i les proves s'han d'aprovar per separat.


Fonts d'informació

Bàsica D.E. Culler, Parallel Computer Architecture, Morgan Kaufmann, 1999
Chandra, Rohit, Parallel programming in OpenMP, Morgan Kaufmann, 2001

Complementària

Recomanacions

Assignatures que en continuen el temari
ARQUITECTURES ESPECIALITZADES/17012006


(*)La Guia docent és el document on es visualitza la proposta acadèmica de la URV. Aquest document és públic i no es pot modificar, llevat de casos excepcionals revisats per l'òrgan competent/ o degudament revisats d'acord amb la normativa vigent