PředmětyPředměty(verze: 845)
Předmět, akademický rok 2018/2019
   Přihlásit přes CAS
Paralelní maticové výpočty - NMNV532
Anglický název: Parallel Matrix Computations
Zajišťuje: Katedra numerické matematiky (32-KNM)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2017 do 2019
Semestr: letní
E-Kredity: 5
Rozsah, examinace: letní s.:2/2 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština, angličtina
Způsob výuky: prezenční
Garant: prof. Ing. Miroslav Tůma, CSc.
RNDr. Jaroslav Hron, Ph.D.
Třída: M Mgr. MMIB > Povinně volitelné
M Mgr. MOD
M Mgr. MOD > Povinně volitelné
M Mgr. NVM
M Mgr. NVM > Povinně volitelné
Kategorizace předmětu: Matematika > Numerická analýza
Anotace -
Poslední úprava: doc. RNDr. Václav Kučera, Ph.D. (15.01.2019)
Cílem tohoto kursu je poskytnout studentům úvod do zpracování základních výpočetních jader vědecko-technických výpočtů a matematického modelování na soudobých paralelních počítačích. Tato jádra zahrnují například operace s hustými a řídkými maticemi, operace v Krylovovských metodách, ale cílem kursu je i úvodní seznámení s metodami dělení na oblasti a vícesíťovými metodami.
Cíl předmětu -
Poslední úprava: prof. Ing. Miroslav Tůma, CSc. (21.05.2018)

Vysvětlit základní rysy soudobých počítačových architektur a zpracování základních maticových a vektorových operací na těchto architekturách. Kurs je takto úvodem do HPC (High Performace Computing). Těžiště cíle je v porozumění tomu, na co musí matematik dávat pozor, aby výpočtové metody respektovaly základní zákonitosti paralelního počítání. Cílem je také ale se naučit základy praktického paralelního počítání. Výuka zahrnuje cvičení, ve kterých by se jeho frekventanti měli naučit základy jazyka Python a jeho použití pro paralelní výpočtovou matematiku.

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: prof. Ing. Miroslav Tůma, CSc. (08.10.2017)

Požadavky k zápočtu:

• studenti vypracují zápočtovou úlohu na téma paralelního maticového výpočtu programu

• zadání úlohy studenti dostanou během cvičení od cvičícího

„povaha kontroly studia předmětu“ vylučuje opakování této kontroly, POS, čl. 8, odst. 2

Literatura -
Poslední úprava: doc. RNDr. Václav Kučera, Ph.D. (15.01.2019)

M. Tůma: Parallel matrix computations, 2018, http:://www.karlin.mff.cuni.cz/~mirektuma/ps/pp.pdf (základní text k přednáškám)

Rozšiřující literatura:

A.Grama, G. Karypis, V. Kumar, A. Gupta. Introduction to Parallel Computing, 2nd edition, Addison Wesley, 2003.

J. Dongarra, I.S. Duff, D. Sorensen and H. A. van der Vorst. Solving Linear Systems on Vector and Shared Memory Computers, SIAM, 1991.

A. Toselli, O. Widlund. Domain Decomposition Methods - Algorithms and Theory. Springer Series in Computational Mathematics, Vol. 34, 2005

M. Heath, E. Ng, B. W. Peyton, Parallel Algorithms for Sparse Linear Systems, SIAM Review 33(1991), 420-460.

B. Smith, P. Bjorstad, W. Gropp. Domain Decomposition: Parallel Multilevel Methods for Elliptic Partial Differential Equations, Cambridge University Press 2004

W.L. Briggs, van Emden Henson, S.F. Cormick. A Multigrid Tutorial, SIAM, 2000.

Y. Saad, Iterative Methods for Sparse Linear Systems, 2nd edition, SIAM, Philadelphia, 2003.

Metody výuky -
Poslední úprava: prof. Ing. Miroslav Tůma, CSc. (08.10.2017)

Přednášky a cvičení v přednáškové místnosti.

Požadavky ke zkoušce -
Poslední úprava: prof. Ing. Miroslav Tůma, CSc. (08.10.2017)

Požadavky ke zkoušce:

• zkouška je ústní, její obsah odpovídá sylabu.

• studenti dostanou jednu otázku. Ta může být zaměřena přehledově nebo speciálněji na konkrétní probíranou látku

• studenti mají dost času, aby si na ni připravili odpověď

• při ověřování znalostí se zkoušející může ptát na téma související s otázkou

Sylabus -
Poslední úprava: prof. Ing. Miroslav Tůma, CSc. (08.10.2017)

1. Výpočetní modely pro paralelní počítačové architektury.

2. Základní paralelní operace s hustými a řídkými maticemi.

3. Paralelní předpodmíněné krylovovské metody.

4. Paralelizace výpočtů rozdělením na oblasti a vícesíťové metody.

5. Paralelní přímé metody pro řídké matice.

Vstupní požadavky -
Poslední úprava: prof. Ing. Miroslav Tůma, CSc. (16.05.2018)

Vstupním požadavkem je předmět bakalářského studia NMAG101 Lineární algebra a geometrie 1.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK