Programmering av parallelldatorer - metoder och verktyg, 6 hp (TDDC78)

Programming of Parallel Computers - Methods and Tools, 6 credits

Huvudområde

Datateknik Datavetenskap

Nivå

Avancerad nivå

Kurstyp

Programkurs

Examinator

Christoph Kessler

Studierektor eller motsvarande

Ola Leifler

Tillgänglig för utbytesstudenter

Ja
Kursen ges för Termin Period Block Språk Ort VOF
6MELE Electronics Engineering, masterprogram (System-on-Chip) 2 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6MICS Computer Science, masterprogram 2 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6MICS Computer Science, masterprogram (Inbyggda System) 2 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6MICS Computer Science, masterprogram (Programmering och mjukvarumetoder) 2 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6MMAT Matematik, masterprogram 2 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6MMAT Matematik, masterprogram (Datalogi) 2 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6MMAT Matematik, masterprogram (Teknisk matematik och beräkningsmatematik) 2 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CDDD Civilingenjör i datateknik (Datorsystem) 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CDDD Civilingenjör i datateknik 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CDDD Civilingenjör i datateknik (Programmering och algoritmer) 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, spanska 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, franska 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, japanska 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, tyska 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, kinesiska 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CIII Civilingenjör i industriell ekonomi 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CITE Civilingenjör i informationsteknologi 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CITE Civilingenjör i informationsteknologi (Datorsystem) 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CITE Civilingenjör i informationsteknologi (Programmering och algoritmer) 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CMJU Civilingenjör i mjukvaruteknik 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CMJU Civilingenjör i mjukvaruteknik (Programmering och algoritmer) 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska (Styr- och informationssystem) 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska (Styr- och informationssystem) 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska (Styr- och informationssystem) 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska (Styr- och informationssystem) 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska (Styr- och informationssystem) 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Styr- och informationssystem) 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik 8 (VT 2020) 2 3 Engelska Linköping v
VOF = Valbar / Obligatorisk / Frivillig

Huvudområde

Datateknik, Datavetenskap

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Fördjupningsnivå

A1X

Kursen ges för

  • Masterprogram i Electronics Engineering
  • Masterprogram i Computer Science
  • Masterprogram i matematik
  • Civilingenjör i datateknik
  • Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell
  • Civilingenjör i industriell ekonomi
  • Civilingenjör i informationsteknologi
  • Civilingenjör i mjukvaruteknik
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik

Särskild information

Får ej ingå i examen samtidigt som TANA77.

Förkunskapskrav

OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.

Rekommenderade förkunskaper

Grundkurser i programmering. Det rekommenderas en kurs i processprogrammering eller liknande, eftersom förståelse för processbegreppet förutsätts. Programmeringsövningar erfordrar programmeringskunskaper i C/C++.

Lärandemål

Paralleldatorer används för att lösa tunga beräkningsproblem. Studenten ska tillägna sig kunskap om programmering av parallelldatorer och behärska ett urval metoder och hjälpmedel. Kursen skall även ge inblick i hur parallelldatorer kan utnyttjas för några tillämpningsområden, såsom bildanalys och tekniska beräkningar. Efter kursen ska studenten kunna

  • använda effektiva metoder och språk för programmering av parallella datorarkitekturer,
  • programmera parallelldatorer med distribuerat minne (MPI) och delat minne (OpenMP).

Kursinnehåll

Arkitekturen hos parallelldatorsystem: Minneshierarkier, delat minne samt distribuerade minnesarkitekturer. Vektoroperationer. Parallella exekveringsmodeller och språk. Prestandamätning och uppsnabbning. Meddelandesändningsbaserad programmering, multithreading respektive dataparallell programmering. Design och analys av grundläggande parallella algoritmer. Tidskomplexitet. Skalbarhet. Schemaläggning av parallellprogram. Verktyg för parallellprogrammering. MPI (Message Passing Interface) och OpenMP. Grundläggande parallella numeriska algoritmer och BLAS (Basic Linear Algebra Subprograms). Tillämpningsområden för parallellprogrammering. Parallell lösning av ekvationssystem.
Laborationskursen ger praktisk kunskap om programmering av parallella datorsystem, olika programmeringsparadigmer används.

Undervisnings- och arbetsformer

Föreläsningarna behandlar teori och principer, medan laborationerna ger praktiska övningar i parallell programmering och användning av lämpliga verktyg. Laborationskursen använder superdatorressurser vid National Supercomputer Center.

Examination

TEN1Skriftlig tentamenU, 3, 4, 53 hp
LAB1LaborationskursU, G3 hp
Uppgifterna på tentamen testar hur väl studenten uppfyller kursens mål. För godkänt betyg kan brister i uppfyllande av vissa delar av målen i någon mån kompenseras med ett djupare kunnande inom andra delar.

Betygsskala

Alternativ graderad skala, LiU, U, 3, 4, 5

Övrig information

Påbyggnadskurser:

Multicore- och GPU-Programmering.

Om undervisnings- och examinationsspråk

Undervisningsspråk visas på respektive kurstillfälle på fliken "Översikt". Examinationsspråk relaterar till undervisningsspråk enligt nedan:

  • Om undervisningsspråk är Svenska ges kursen i sin helhet eller till stora delar på svenska. Observera att även om undervisningsspråk är svenska kan delar av kursen ges på engelska. Examinationsspråk är svenska. 
  • Om undervisningsspråk är Svenska/Engelska kan kursen i sin helhet ges på engelska vid behov. Examinationsspråk är svenska eller engelska. 
  • Om undervisningsspråk är Engelska ges kursen i sin helhet på engelska. Examinationsspråk är engelska. 

Övrigt

Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.

Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt. 

Institution

Institutionen för datavetenskap

Studierektor eller motsvarande

Ola Leifler

Examinator

Christoph Kessler

Kurshemsida och andra länkar

http://www.ida.liu.se/~TDDC78/

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 52 h
Rekommenderad självstudietid: 108 h

Kurslitteratur

C. Kessler: Programming of parallel computers - Compendium OHs, finns tillgänglig för registrerade kursdeltagare på kurshemsidan. L. Elden, H. Park and Y. Saad. Scientific Computing on High Performance Computers (compendium), finns tillgänglig för registrerade kursdeltagare på kurshemsidan. Labb-kompendium, finns på kurshemsidan. För ytterligare kurslitteratur se kursens hemsida.
C. Kessler: Programming of parallel computers - Compendium OHs, finns tillgänglig för registrerade kursdeltagare på kurshemsidan. L. Elden, H. Park and Y. Saad. Scientific Computing on High Performance Computers (compendium), finns tillgänglig för registrerade kursdeltagare på kurshemsidan. Labb-kompendium, finns på kurshemsidan. För ytterligare kurslitteratur se kursens hemsida.
TEN1 Skriftlig tentamen U, 3, 4, 5 3 hp
LAB1 Laborationskurs U, G 3 hp
Uppgifterna på tentamen testar hur väl studenten uppfyller kursens mål. För godkänt betyg kan brister i uppfyllande av vissa delar av målen i någon mån kompenseras med ett djupare kunnande inom andra delar.

Kursplan

För varje kurs ska en kursplan finnas. I kursplanen anges kursens mål och innehåll samt de särskilda förkunskaper som erfordras för att den studerande skall kunna tillgodogöra sig undervisningen.

Schemaläggning

Schemaläggning av kurser görs enligt, för kursen, beslutad blockindelning. 

Avbrott på kurs

Enligt rektors beslut om regler för registrering, avregistrering samt resultatrapportering (Dnr LiU-2015-01241) skall avbrott i studier registreras i Ladok. Alla studenter som inte deltar i kurs man registrerat sig på är alltså skyldiga att anmäla avbrottet så att kursregistreringen kan 
tas bort. Avanmälan från kurs görs via webbformulär, www.lith.liu.se/for-studenter/kurskomplettering?l=sv. 

Inställd kurs

Kurser med få deltagare ( < 10) kan ställas in eller organiseras på annat sätt än vad som är angivet i kursplanen. Om kurs skall ställas in eller avvikelse från kursplanen skall ske prövas och beslutas detta av dekanus. 

Riktlinjer rörande examination och examinator 

Se Beslut om Riktlinjer för utbildning och examination på grundnivå och avancerad nivå vid Linköpings universitet, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592. 

Examinator för en kurs ska inneha en läraranställning vid LiU i enlighet med LiUs anställningsordning (https://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622784). För kurser på avancerad nivå kan följande lärare vara examinator: professor (även adjungerad och gästprofessor), biträdande professor (även adjungerad), universitetslektor (även adjungerad och gästlektor), biträdande universitetslektor eller postdoktor. För kurser på grundnivå kan följande lärare vara examinator: professor (även adjungerad och gästprofessor), biträdande professor (även adjungerad), universitetslektor (även adjungerad och gästlektor), biträdande universitetslektor, universitetsadjunkt (även adjungerad och gästadjunkt) eller postdoktor. I undantagsfall kan även en Timlärare utses som examinator på både grund- och avancerad nivå, se Tekniska fakultetsstyrelsen vidaredelegationer. 

Examination

Tentamen

Skriftlig och muntlig tentamen ges minst tre gånger årligen; en gång omedelbart efter kursens slut, en gång i augustiperioden samt vanligtvis i en av omtentamensperioderna. Annan placering beslutas av programnämnden.

Principer för tentamensschemat för kurser som följer läsperioderna:

  • kurser som ges Vt1 förstagångstenteras i mars och omtenteras i juni och i augusti
  • kurser som ges Vt2 förstagångstenteras i maj och omtenteras i augusti och i oktober
  • kurser som ges Ht1 förstagångstenteras i oktober och omtenteras i januari och augusti
  • kurser som ges Ht2 förstagångstenteras i januari och omtenteras i mars och i augusti 

Tentamensschemat utgår från blockindelningen men avvikelser kan förekomma främst för kurser som samläses/samtenteras av flera program samt i lägre årskurs.

För kurser som av programnämnden beslutats vara vartannatårskurser ges tentamina 3 gånger endast under det år kursen ges.

För kurser som flyttas eller ställs in så att de ej ges under något eller några år ges tentamina 3 gånger under det närmast följande året med tentamenstillfällen motsvarande dem som gällde före flyttningen av kursen.

När en kurs ges för sista gången ska ordinarie tentamen och två omtentamina erbjudas. Därefter fasas examinationen ut med tre tentamina samtidigt som tentamen ges i eventuell ersättningskurs under det följande läsåret. Om ingen ersättningskurs finns ges tre tentamina i omtentamensperioder under det följande läsåret. Annan placering beslutas av programnämnden. I samtliga fall ges dessutom tentamen ytterligare en gång under det därpå följande året om inte programnämnden föreskriver annat.

Om en kurs ges i flera perioder under året (för program eller vid skilda tillfällen för olika program) beslutar programnämnden/programnämnderna gemensamt om placeringen av och antalet omtentamina. 

Anmälan till tentamen

För deltagande i tentamina krävs att den studerande gjort förhandsanmälan i Studentportalen under anmälningsperioden, dvs tidigast 30 dagar och senast 10 dagar före tentamensdagen. Anvisad sal meddelas fyra dagar före tentamensdagen via e-post. Studerande, som inte förhandsanmält sitt deltagande riskerar att avvisas om plats inte finns inom ramen för tillgängliga skrivningsplatser.

Teckenförklaring till tentaanmälningssystemet:
  ** markerar att tentan ges för näst sista gången
  * markerar att tentan ges för sista gången 

Ordningsföreskrifter för studerande vid tentamensskrivningar

Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622682

Plussning

Vid Tekniska högskolan vid LiU har studerande rätt att genomgå förnyat prov för högre betyg på skriftliga tentamina samt datortentamina, dvs samtliga provmoment med kod TEN och DAT. På övriga examinationsmoment ges inte möjlighet till plussning, om inget annat anges i kursplan.

Plussning är ej möjlig på kurser som ingår i utfärdad examen.

Regler för omprov

För regler för omprov vid andra examinationsformer än skriftliga tentamina och datortentamina hänvisas till LiU-riktlinjerna för examination och examinator, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592. 

Plagiering

Vid examination som innebär rapportskrivande och där studenten kan antas ha tillgång till andras källor (exempelvis vid självständiga arbeten, uppsatser etc) måste inlämnat material utformas i enlighet med god sed för källhänvisning (referenser eller citat med angivande av källa) vad gäller användning av andras text, bilder, idéer, data etc. Det ska även framgå ifall författaren återbrukat egen text, bilder, idéer, data etc från tidigare genomförd examination, exempelvis från kandidatarbete, projektrapporter etc. (ibland kallat självplagiering).

Underlåtelse att ange sådana källor kan betraktas som försök till vilseledande vid examination.

Försök till vilseledande

Vid grundad misstanke om att en student försökt vilseleda vid examination eller när en studieprestation ska bedömas ska enligt Högskoleförordningens 10 kapitel examinator anmäla det vidare till universitetets disciplinnämnd. Möjliga konsekvenser för den studerande är en avstängning från studierna eller en varning. För mer information se https://www.student.liu.se/studenttjanster/lagar-regler-rattigheter?l=sv.

Betyg

Företrädesvis skall betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) och med beröm godkänd (5) användas. 

  1. Kurser med skriftlig tentamen skall ge betygen (U, 3, 4, 5).
  2. Kurser med stor del tillämpningsinriktade moment såsom laborationer, projekt eller grupparbeten får ges betygen underkänd (U) eller godkänd (G).
  3. Examensarbete samt självständigt arbete ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).

Examinationsmoment

  1. Skriftlig tentamen (TEN) skall ge betyg (U, 3, 4, 5).
  2. Examinationsmoment som kan ge betygen underkänd (U) eller godkänd (G) är laboration (LAB), projekt (PRA), kontrollskrivning (KTR), muntlig tentamen (MUN), datortentamen (DAT), uppgift (UPG), hemtentamina (HEM).
  3. Övriga examinationsmoment där examinationen uppfylls framför allt genom aktiv närvaro som annat (ANN), basgrupp (BAS) eller moment (MOM) ger betygen underkänd (U) eller godkänd (G).
  4. Examinationsmomenten Opposition (OPPO) och Auskultation (AUSK) inom examensarbetet ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).

För obligatoriska moment gäller att: Om det finns särskilda skäl, och om det med hänsyn till det obligatoriska momentets karaktär är möjligt, får examinator besluta att ersätta det obligatoriska momentet med en annan likvärdig uppgift. (I enlighet med LiU-riktlinjerna http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592). 

För samtliga examinationsmoment gäller att: Om LiU: s koordinator för studenter med funktionsnedsättning har beviljat en student rätt till anpassad examination vid salstentamen har studenten rätt till det. Om koordinatorn istället har gett studenten en rekommendation om anpassad examination eller alternativ examinationsform, får examinator besluta om detta om examinator bedömer det möjligt utifrån kursens mål. (I enlighet med LiU-riktlinjerna http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592).

Rapportering av den studerandes examinationsresultat sker på respektive institution.

Regler

Universitetet är en statlig myndighet vars verksamhet regleras av lagar och förordningar, exempelvis Högskolelagen och Högskoleförordningen. Förutom lagar och förordningar styrs verksamheten av ett antal styrdokument. I Linköpings universitets egna regelverk samlas gällande beslut av regelkaraktär som fattats av universitetsstyrelse, rektor samt fakultets- och områdesstyrelser. 

LiU:s regelsamling angående utbildning på grund- och avancerad nivå nås på http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/Innehall/Utbildning_pa_grund-_och_avancerad_niva. 

Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida. Det finns inga filer att visa.