情報システム (ソフトウェアサイエンス・知能情報メディア) 実験B
テーマK-9「高性能並列プログラミング」


初回について

2020年10月7日(水)は,12:15 からオンラインでガイダンスを行います.詳細については,別途お知らせします.

担当教員

4人とも、筑波大学計算科学研究センター 高性能計算システム研究部門の所属です。

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実施学期

秋学期

実験概要

並列プログラミング技法として、メッセージパッシングによるプログラミングと、スレッド等を用いた共有メモリによるプログラミングの両者を学び、さらにそれらをカップリングしたハイブリッド並列プログラミングを学ぶ。また、並列プログラムの性能評価手法についても学ぶ。これらを通して、現在、高性能並列プログラミング手法として実用化されている MPI および OpenMP に関して理解する。

実験には SMP-PC クラスタ (2台から4台のプロセッサを共有メモリ結合した並列システムをノードとし、さらにそれらをネットワーク接続したクラスタ) を用いる。

第1段階 (ネットワークと共有メモリの特性)

ハイブリッド型並列処理システムについて理解し、そのハードウェアコンポーネントであるノード間ネットワークとノード内共有メモリの特性を調べる。TCP/IP を用いたネットワーク性能評価と、thread を用いた共有メモリ性能評価を行なう。

第2段階 (OpenMP プログラミング)

ノード内の共有メモリを用いた並列プログラミング手法として、pthread (POSIX thread) および OpenMP について学ぶ。pthread および OpenMP を用いた簡単なプログラムを作成し、共有メモリ型並列アルゴリズムについて理解する。

第3段階 (MPI プログラミング)

ノード間のメッセージパッシングを用いた並列プログラミング手法として、MPI (Message Passing Interface) について学ぶ。MPIを用いた簡単なプログラムを作成し、分散メモリ型並列アルゴリズムについて理解する。

第4段階 (ハイブリッド並列プログラミング)

最後に、MPI と OpenMP を用いたハイブリッド型並列プログラミングについて学ぶ。代表的な数値計算問題の並列化を通して、ハイブリッド型並列システムの性能特性に関して理解する。

実験テキスト

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