Teknillinen korkeakoulu
TKK / Yksiköt / LCE / Opetus / Kurssit / S-114.240

S-114.240 Laskennallisen tekniikan seminaari (2 ov)

Rinnakkaislaskenta laskennallisessa tieteessä

Vaikka prosessorien nopeudet koko ajan kasvavat, asettavat fysiikan lait lopullisen rajan tälle kasvulle. Lisäksi jo nykyään monet mm. laskennallisen tieteen ongelmat ovat niin vaativia, että niiden ratkaisu yhdellä peräkkäistietokoneella on liian aikaavievää. Tästä syystä on 90-luvulla yhä enemmän ryhdytty käyttämään rinnakkaislaskentaa vaativien laskennallisten ongelmien ratkaisuun.

Laskennallisten tehtävien rinnakkaistaminen ei kuitenkaan aina ole kovin helppoa. Joskus on vaihdettava algoritmi sellaiseen, joka soveltuu paremmin rinnakkaislaskentaan. Toisaalta on ongelmia, joita on lähes mahdoton rinnakkaistaa.

Tietoliikenteen nopeuden kasvaminen viime vuosina on tuonut rinnakkaislaskennan lähemmäksi tavallista tutkijaa. Tavallisista työasemista voidaan rakentaa rinnakkaiskoneita kytkemällä ne yhteen nopeilla verkkoyhteyksillä. Esimerkki tällaisesta on Laskennallisen tekniikan laboratorion Beowulf-klusteri.

Sisältö:

Seminaarissa tutustutaan erilaisiin tapoihin, joilla laskennallisen tieteen ongelmia voidaan rinnnakkaistaa sekä näitä varten kehitettyihin työkaluihin (kääntäjät, kirjastot, ym.). Lisäksi voidaan esittää opiskelijoiden oman mielenkiinnon kohteena olevien tehtävien rinnakkaistamista.

Kirjallisuus:

Nämä kirjat on tilattu Laskennallisen tekniikan laboratorion kirjastoon.

Materiaalia Webissä:


Kurssin postilista:

Kurssille on luotu oma sähköpostilista, johon opiskelijat voivat liittyä. Kukin listan jäsen voi lähettää viestejä listalle. Kaikki listalle lähetetyt viestit levitetään kaikille listan jäsenille. Listan osoite on S-114.240@lce.hut.fi. Listan jäseneksi liitytään lähettämällä osoitteeseen listserv@lce.hut.fi viesti 

SUBSCRIBE S-114.240 Sinun Nimesi
Lisätietoja postilistojen käytöstä löydät täältä .

Aikataulu:

Ensimmäinen kokoontuminen oli 18.2.1999 klo 10.15, Laskennallisen tekniikan laboratorion seminaarihuoneessa (kartta) jolloin jaettiin aiheet ja päätettiin esitysten ajankohdat.

Esitelmien aiheet:

Perusteita ja metodologiaa
 
1. Peruskäsitteitä [Foster] luvut 1 ja 2
2. Suunnittelun kvantitatiivinen perusta [Foster] luku 3
3. Rinnakkaisohjelman kokoaminen [Foster] luku 4
 
Työkalut ja järjestelmät
 
4. Jaetun muistin koneet; säikeet [Wilkinson-Allen] luku 8
5. Compositional C++ [Foster] luku 5
6. High Performance Fortran [Foster] luku 7
7. MPI ja työasemaklusterit: Beowulf [Foster] luku 8
 
Sovellukset
 
8. Matriisilaskenta [Wilkinson-Allen] luku 10
9. Fysiikan simulaatiot: molekyylidynamiikka materiaalia ohjaajalta
10. Fysiikan simulaatiot: Monte Carlo materiaalia ohjaajalta
11. Differentiaaliyhtälöt: PDE, FEM materiaalia ohjaajalta
12. Kuvankäsittely [Wilkinson-Allen] luku 11
13. Etsintä ja optimointi [Wilkinson-Allen] luku 12

Esitelmien ajankohdat:

Päivämäärä Esittäjä Aihe Opponentti
4.3. Jussi Heikonen, CSC Johdanto  
11.3. Antti Kuronen 1  
18.3. Heikki Waris 2 Ilvonen
25.3 Jussi Rahola, CSC MPI  
8.4. Markus Varsta
Sami Ilvonen (PDF) 		3
FDTD 		Vainio
Miettinen
15.4. Jouni Juujärvi
Teppo Miettinen 		4
5 		Nurminen
Waris
22.4. Esa Rinta-Runsala
Saku Vainio 		13
12 		Mäki-Jaskari
Juujärvi
29.4. Mika Prunnila (PDF)
Laura Nurminen (Word)		 8
10 		Rinta-Runsala
Virkkala
6.5 Matti Mäki-Jaskari
Risto Virkkala (PDF)*		 6
7 		Varsta
Prunnila
*Päivitetty 17.8.1999.


Esitykset alkavat siis klo 10.15 Laskennallisen tekniikan laboratorion seminaarihuoneessa.

Seminaarin tavoitteet:

  1. Seminaariaiheeseen perehtyminen
  2. Kirjallisen selostuksen laatiminen ja suullinen esitys
  3. Referee-toiminnan harjoittelu

Seminaarin suoritus:

  1. Materiaalin pohjalta laaditaan kirjallinen selostus, jonka sopiva laajuus on noin 10 sivua. Selotukset laitetaan lopulta kurssin www-sivuille, joko html-muodossa tai PostScriptina.
  2. Selostus palautetaan ohjaajalle vähintään 1 viikko ennen esitelmää. Selostuksen voi lähettää e-mailitse: Antti.Kuronen@hut.fi (postscript-tiedostona tai URL-osoitteena).
  3. Ohjaaja lähettää selostuksen arvioijalle, joka toimii myös esitelmän opponenttina. Arvioija antaa korjausehdotukset, jotka välitetään tekijälle ja opintojakson ohjaajalle. Tekijä parantaa selostustaan annettujen korjausehdotusten pohjalta ja palauttaa selostuksen ohjaajalle.
  4. Esitelmän pito ja opponointi. Esitelmän sopiva kesto on n. 35 minuuttia. Keskusteluun ja kysymysten esittämiseen on varattu aikaa 10 min.
  5. Kurssin hyväksytty suoritus edellyttää lisäksi riittävää läsnäoloa (väh.75%) seminaaritilaisuuksissa.

Arvosanaan vaikuttavat tekijät:

  1. Kirjallinen selostus: oleellisen asian tiivistys, selkeys ja ymmärrettävyys. Aiheeseen liittyvän lisämateriaalin kerääminen ja onnistunut hyödyntäminen luonnollisesti tuo aina plussaa. Korjausehdotusten huomioinen lopullisessa selostuksessa vaikuttaa myös arvosteluun.
  2. Suullinen esitelmä: selkeys ja havainnollisuus, asian opettaminen muille.
  3. Opponointi: korjausehdotusten rakentavuus, kysymysten relevanssi.

Lisätietoja:

Antti Kuronen, dos.
Laskennallisen tekniikan laboratorio
Puh: 451 4846
email: Antti.Kuronen@hut.fi

Tästä sivusta vastaa Antti.Kuronen@hut.fi
Sivua on viimeksi päivitetty 10.1.2000.
URL: http://www.lce.hut.fi/teaching/S-114.240/k99/