Kursplan för Parallell datorarkitektur

Kursen är nedlagd
Kursplanen innehåller ändringar
Se ändringar

Kursplan fastställd 2024-01-23 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnParallel computer architecture
  • KurskodEDA284
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPHPC
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeDatateknik, Elektroteknik, Informationsteknik
  • InstitutionDATA- OCH INFORMATIONSTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 86116
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0118 Projekt 1,5 hp
Betygsskala: TH		0 hp0 hp1,5 hp0 hp0 hp0 hp
0218 Tentamen 4,5 hp
Betygsskala: TH		0 hp0 hp4,5 hp0 hp0 hp0 hp
0318 Laboration 1,5 hp
Betygsskala: UG		0 hp0 hp1,5 hp0 hp0 hp0 hp

    Examinator

    Information saknasGå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

    Behörighet

    Grundläggande behörighet för avancerad nivå
    Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

    Särskild behörighet

    Engelska 6
    Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

    Kursspecifika förkunskaper

    Kursen DAT105 Datorarkitektur eller motsvarande krävs. Kursen TDA383 Principer förparallell programmering rekommenderas.

    Syfte

    Under perioden 1975 till 2005 åstadkom datorindustrin en fenomenal bedrift: på trettio år placerade vi en en personlig dator på varje skrivbord och i varje ficka.  År 2005 hejdades den utvecklingen abrupt, varvid industrin satte nya mål: att placera en personlig parallell superdator på varje skrivbord, i varje hem och i varje ficka.  År 2011 var övergången komplett genom att även surfplattor och mobiltelefoner fick multicore-processorer.  Snart kommer denna process att leda till fyra- och åttakärniga processorer även i ordinära surfplattor, och de sista spelkonsolerna kommer att gå från en till flera kärnor.  För första gången i historien kommer därmed ¿vanliga¿ datorplattformar inte längre att utgöras av von-Neumann-maskiner med en processorkärna.  Effekt och temperatur är numera lika viktiga designmål som prestanda.  Högprestanda-datorer konstrueras nu för bästa prestanda per watt.  Denna kurs behandlar hur dagens multicore-system är konstruerade, med blicken på hur framtida system kan komma att byggas under det närmaste decenniet.  Vi går också igenom de historiska ursprungen till många designstrategier som har återuppstått i nutida system men i andra former och sammanhang (till exempel dataparallellism, VLIW-parallellism och parallellism på trådnivå).

    Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

    Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

    Kunskap och förståelse
    • beskriva aktuella metoder för parallell databehandling
    • förklara designprinciperna för hårdvarustödet för att stödja programmeringsmodellerna shared memory och message passing
    • beskriva implementeringen av olika modeller av parallellitet på trådnivå, såsom multitrådade kärnor, chip-multiprocessorer, multipla kärnor eller GPGPU

    Färdigheter och förmåga
    • implementera synkroniseringsmetoder för parallella datorer som använder shared memory och message passing
    • designa skalbar parallellprogramvara och analysera dess prestanda
    • förmåga att samarbeta i olika gruppsammansättningar med gruppmedlemmar med olika kompetens, kulturell och utbildningsbakgrund, kön och nationalitet

    Värderingsförmåga och förhållningssätt
    • analysera avvägningar mellan olika metoder för parallell databehandling när det gäller funktion, prestanda och kostnad

    Innehåll

    Under perioden 1975 till 2005 åstadkom datorindustrin en fenomenal bedrift: på trettio år placerade vi en en personlig dator på varje skrivbord och i varje ficka. År 2005 hejdades den utvecklingen abrupt, varvid industrin satte nya mål: att placera en personlig parallell superdator på varje skrivbord, i varje hem och i varje ficka. År 2011 var övergången komplett genom att även surfplattor och mobiltelefoner fick multicore-processorer.

    Effekt och temperatur är numera lika viktiga designmål som prestanda. Högprestanda- datorer konstrueras nu för bästa prestanda per watt. Denna kurs behandlar hur dagens multicore-system är konstruerade, med blicken på hur framtida system kan komma att byggas under det närmaste decenniet.

    Organisation

    Kursens innehåll är indelat i flera delar:
    • en repetition av grundläggande koncept inom datorarkitektur
    • grundläggande multiprocessor-design för  programmeringsmodellerna message passing och shared memory
    • interconnection networks, en nödvändig komponent i chip-multiprocessorer och skalbara parallella datorsystem
    • hur man korrekt stödjer parallella algoritmer i shared memory-hårdvara
    • de senaste årens övergång till chip-multiprocessorer (även kända som "multicores")

    En röd tråd som går igenom alla delar är en diskussion om kostnadsavvägningar med avseende på prestanda, kraft, energi, kontrollerbarhet, programmerbarhet och underhållbarhet. Ett andra förenande tema är minnesflaskhalsen och vikten av effektiv
    resurshantering.

    Föreläsningarna kompletteras med flera övningstillfällen. Genom laborationsuppgifter lär sig studenterna att utveckla programvara med hjälp av modeller som C++-trådar och OpenMP, att utveckla och analysera synkroniseringsalgoritmer, och hur man använder pretandaanalysverktyg. Kursen innehåller också ett skriftligt projekt där studenterna får ta rollen som en datorarkitekt som undersöker och diskuterar lösningar på ett visst problem inom området parallell
    datorarkitektur.

    Litteratur

    Se separat litteraturlista.  

    Examination inklusive obligatoriska moment

    Kursen utvärderas via en skriftlig individuell tentamen, laborationer och ett flerveckors skriftligt projekt som genomförs i grupp.
    Den skriftliga tentamen och projektet bedöms på en skala (U, 3, 4, 5). Alla kursmoment måste vara godkända för att få godkänt betyg på hela kursen. 

    Slutbetyget är detsamma som det skriftliga betyget, såvida inte skillnaden mellan tentamen och projektbetygen är större än 1, då slutbetyget är genomsnittet av de två.

    Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.

    Kursplanen innehåller ändringar

    • Ändring gjord på kurs:
      • 2024-03-01: Nedlagd Ändrat till nedlagd av UBS/UOL
        Kursen är nedlagd