PředmětyPředměty(verze: 964)
Předmět, akademický rok 2024/2025
   Přihlásit přes CAS
Paralelní maticové výpočty - NMNV532
Anglický název: Parallel Matrix Computations
Zajišťuje: Katedra numerické matematiky (32-KNM)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2022
Semestr: letní
E-Kredity: 5
Rozsah, examinace: letní s.:2/2, Z+Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: angličtina
Způsob výuky: prezenční
Garant: prof. Ing. Miroslav Tůma, CSc.
Vyučující: RNDr. Jaroslav Hron, Ph.D.
prof. Ing. Miroslav Tůma, CSc.
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 -
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.
Poslední úprava: Kučera Václav, doc. RNDr., Ph.D. (15.01.2019)
Cíl předmětu -

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.

Poslední úprava: Tůma Miroslav, prof. Ing., CSc. (28.04.2020)
Podmínky zakončení předmětu -

Požadavky k zápočtu:

• studenti vypracují zápočtovou úlohu na téma paralelního maticového výpočtu programu

• zadání úlohy studenti dostanou během cvičení od cvičícího. Cvičení mohou přitom být v distanční formě.

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

Poslední úprava: Tůma Miroslav, prof. Ing., CSc. (28.04.2020)
Literatura -

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, 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.

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

Přednášky a cvičení v přednáškové místnosti. Druhá varianta je online přednášení a cvičení, které plně nahrazuje prezenční formu.

Poslední úprava: Tůma Miroslav, prof. Ing., CSc. (28.04.2020)
Požadavky ke zkoušce -

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

• všechny tyto požadavkou mohou mít prezenční i distanční formu, která je také plnohodnotná

Poslední úprava: Tůma Miroslav, prof. Ing., CSc. (28.04.2020)
Sylabus -

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.

Poslední úprava: Tůma Miroslav, prof. Ing., CSc. (28.04.2020)
Vstupní požadavky -

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

Poslední úprava: Tůma Miroslav, prof. Ing., CSc. (28.04.2020)
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK