Μαθησιακοί στόχοι

Η επίλυση πραγματικών προβλημάτων σε πραγματικό χρόνο είναι μια πρόκληση που καλούνται να αντιμετωπίσουν οι επιστήμονες όποτε καλούνται να προσομοιώσουν και να μελετήσουν καταστάσεις και λειτουργίες του πραγματικού κόσμου. Όμοια η αποθήκευση και επεξεργασία τεράστιας ποσότητας δεδομένων, απαιτεί συγχρονισμένα μηχανήματα μεγάλης ταχύτητας και χώρου. Η υπολογιστική δύναμη, η ταχύτητα αλλά και η χωρητικότητα των ηλεκτρονικών υπολογιστών προσθέτει θετικά στην αντιμετώπιση τέτοιων θεμάτων. Ωστόσο ένας απλός υπολογιστής έχει περιορισμένες δυνατότητες, όσο μεγάλες κι αν είναι. Η δημιουργία και η χρήση υπερ-υπολογιστών και παράλληλων μηχανών ήταν επιτακτική ανάγκη τα τελευταία 40 χρόνια (τουλάχιστον). Οι υπολογισμοί πάνω απο το Πλέγμα (Grid) και το Νέφος (Cloud) πραγματοποιούνται εδώ και μερικά χρόνια. Το μάθημα έχει σκοπό να εισάγει το φοιτητή στις (βασικές) έννοιες του παραλληλισμού και να του δώσει την εμπειρία παράλληλου προγραμματισμού σε σύγχρονα πολυ-πύρηνα (multi-core) μηχανήματα αλλά και συστοιχίες υπολογιστών (clusters) χρησιμοποιώντας διάφορα προγραμματιστικά standards.

Ύλη

Εισαγωγή στους παράλληλους και δικτυακούς αλγορίθμους και υπολογισμούς σε μοντέρνους υπερ-υπολογιστές και δικτυακές συστοιχίες υπολογιστών γενικής χρήσης. Σχεδιασμός και προγραμματισμός παραλλήλων και δικτυακών κατανεμημένων αριθμητικών και μη-αριθμητικών αλγορίθμων. Προβλήματα συγχρονισμού, εξισορρόπισης υπολογιστικού έργου/φόρτου, συγχρονισμού, επικοινωνιακού κόστους και κλιμάκωσης. Ανάλυση, αξιολόγηση, και πρόβλεψη συμπεριφοράς παράλληλων αλγορίθμων και υπολογισμών. Προγραμματισμός με χρήση MPI, PVM, OpenMP, Beowulf, Condor, JaWS και παράλληλo MATLAB.