Computação Paralela

Código:

EIC0089

Sigla:

CPAR

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Programação

Ocorrência: 2011/2012 - 2S

Ativa?	Sim
Página e-learning:	http://moodle.fe.up.pt/
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Informática
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Informática e Computação

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEIC	19	Plano de estudos a partir de 2009/10	4	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

1- ENQUADRAMENTO
A programação paralela e distribuída está a tornar-se o paradigma comum de programação dada a evolução do hardware para arquiteturas multicore e elementos massivamente paralelos como as GPUs. O computador pessoal atual é composto por vários processadores que coletivamente disponibilizam maior capacidade de processamento, do que os anteriores single-core, mas que individualmente têm menor capacidade. Os programadores terão de dominar a programação multi-processador para que possam utilizar com eficiência as máquinas do presente e do futuro.

2- OBJECTIVOS ESPECIFICOS
Aquisição de conhecimentos conducentes à utilização simultânea de várias unidades de processamento num sistema de computação. Construção de bases sólidas sobre arquiteturas paralelas, paralelização de algoritmos, modelos de programação, sincronização de processos e medidas de desempenho, através do desenvolvimento de programas.

3-CONHECIMENTOS ANTERIORES
Os estudantes devem ter obtido aprovação às unidades curriculares de programação do 1º e 2º ano do curso.

4-DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL
Componente ciêntifica:50%
Componente técnica:50%

5- RESULTADOS DA APRENDIZAGEM
Os estudantes no final deverão ser capazes de:
a) Analisar um problema e identificar o modelo de paralelização mais adequado (Conhecimento e compreensão)
b) Escrever programas segundo o modelo de passage de pmensagens e memória partilhada (Análise e Prática)
C) Elaborar soluções paralelas para novos problemas (Especificação)
D) Utilização de modelos computacionais para estimar o tempo de computação das aplicações (Investigação)
E) Conhecimentos de concorrência de processos e implementação de boas práticas para efetuar partilha de recursos (competências transferíveis)

Programa

INTRODUÇÃO:
- Programação Distribuída e Paralelismo, Maquinas Paralelas, Processadores, Organização de Memória.
FUNDAMENTOS DA PROGRAMAÇÃO PARALELA:
- Divisão do Problema, Padrões de comunicação, Sincronização, Granularidade da paralelização, Escalonamento (distribuição do trabalho pelos processadores).
PROGRAMAÇÃO DE MULTI-COMPUTADORES E MULTI-PROCESSADORES:
- Utilização de MPI e OpenMP.
- Outros frameworks e ferramentas.
- Programação de GPUs para o paradigma de "Data Parallel".

CARACTERIZAÇÃO DA COMPUTAÇÃO PARALELA:
- Modelos de execução, Modelos de Programação, Modelos de Computação, Medidas de Desempenho e Eficiencia, Expansibilidade (Função de Isoeficiência).
INTRODUÇÃO À COMPOTAÇÃO DISTRIBUÍDA EM AMBIENTE INTERNET:
- P2P, GRID, CLOUD COMPUTING: Aplicações e características.

Bibliografia Obrigatória

Quinn, Michael J.; Parallel programming in C with MPI and openMP. ISBN: 007-123265-6
Calvin Lin, Lawrence Snyder; Principles of parallel programming, Pearson - Addison Wesley, 2009. ISBN: 0-321-48790-7
David B. Kirk, Wen-mei W. Hwu; Programming massively parallel processors, Morgan Kaufman, 2010. ISBN: 978-0-12-381472-2

Bibliografia Complementar

Foster, Ian T.; Designing and building parallel programs. ISBN: 0-201-57594-9

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Exposição do material teórico com apresentação e discussão de exemplos. Desenvolvimento de alguns programas e exercícios práticos. Projecto e desenvolvimento de trabalhos de maior dimensão.

Software

Visual Studio 2008 Professional (C#/C/C++)
MPI

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia de computadores > Tecnologia de software

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	42,00
Exercícios de estudo de casos	Teste	18,00
Desenvolvimento de programas e relatório para avaliação	Defesa pública de dissertação, de relatório de projeto ou estágio, ou de tese	60,00
Exame	Exame	2,00
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Estudo autónomo	Estudo autónomo	40
	Total:	40,00

Obtenção de frequência

Não exceder o número de faltas (25%) e realizar e apresentar os trabalhos práticos.

Fórmula de cálculo da classificação final

Nota Final = 0.5*AvD + 0.5*Ex
AvD – Avaliação Distribuída
Ex – Nota do exame

A Avaliação Distribuída é obtida por 2 trabalhos práticos, com peso idêntico cada um.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

A avaliação distribuída é baseada na realização de trabalhos práticos de programação ao longo do semestre, e é exigida a todos os alunos independentemente do regime de inscrição.

Melhoria de classificação

A melhoria da classificação obtida na componente distribuída pode ser realizada na próxima ocorrência da unidade curricular.
A componente de Exame pode ser melhorada nas épocas previstas na FEUP.

Observações

Conhecimento de Linguagem C/C++