• 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, εξισορρόπησης 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.

Το μάθημα έχει σκοπό να δώσει στους φοιτητές μια προηγμένη διεπιστημονική εισαγωγή στους εφαρμοσμένουςπαράλληλους υπολογισμούς σε σύγχρονους υπερυπολογιστές γύρω από διάφορα θέματα (από αριθμητική γραμμική άλγεβρα σε προβλήματα Ν-body και μετασχηματισμούς Fourier). Βασικές έννοιες σε προγραμματισμό κοινής και κατανεμημένης μνήμης διδάσκεται.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / φοιτήτρια θα:

• Έχει κατανοήσει τα μοντέλα, τους περιορισμούς και τις θεμελιώδεις έννοιες στον τομέα του παράλληλου και ταυτόχρονου προγραμματισμού σε περιβάλλοντα ανταλλαγής μηνυμάτων (message passing) και κοινής μνήμης (shared memory), και θα μπορεί να εφαρμόσει τη γνώση αυτή σε διάφορους αλγόριθμους και συστήματα
• Μπορεί να σχεδιάζει και προσαρμόζει αλγορίθμους για την εκτέλεση τους σε παράλληλα και κατανεμημένα περιβάλλοντα.
• Μπορεί να αναλύει τους αλγόριθμους για την ορθότητα, την αξιοπιστία, την ασφάλεια και την απόδοσή τους
• Υλοποιεί ένα παράλληλο πρόγραμμα σε περιβάλλοντα ανταλλαγής μηνυμάτων (message passing) και κοινής μνήμης (shared memory).

– Γραπτή τελική εξέταση (55%)
Ερωτήσεις θεωρίας
Ασκήσεις

– Ενδιάμεση εξέταση Προόδου (25%)
Ερωτήσεις θεωρίας
Ασκήσεις

– Εργασίες (20%)
Ερωτήσεις θεωρίας
Ασκήσεις προγραμματισμού με OpenMP, OpenMPI

• Εισαγωγή στους Παράλληλους Υπολογισμούς και Επανάληψη σε αναγκαίες μαθηματικές έννοιες. (1 εβδομάδα)
• Πλατφόρμες Παράλληλου Προγραμματισμού. (1 εβδομάδα)
• Σχεδιασμός Παράλληλων Αλγορίθμων. (2 εβδομάδες)
• Μελέτη Παράλληλης Συμπεριφοράς. (1 εβδομάδα)
• Πράξεις Επικοινωνίας. (1 εβδομάδα)
• OpenMP. (1 εβδομάδα)
• Message Passing Interface – MPI (1 εβδομάδα)
• Παράλληλοι Αλγόριθμοι για Γινόμενα Διανυσμάτων, Γινόμενα Πίνακα με Διάνυσμα, Γινόμενα Πινάκων και FFT. (2 εβδομάδες)
• Παράλληλοι Υπολογισμοί Πολυωνυμικών Εκφράσεων, Parallel prefix/suffix problem. (1 εβδομάδα)
• Παράλληλοι Μη Αριθμητικοί Αλγόριθμοι. (1 εβδομάδα)
• Παράλληλοι Αλγόριθμοι για επίλυση Μερικών Διαφορικών Εξισώσεων. (1 εβδομάδα)
• Επανάληψη. (1 εβδομάδα)