Спецкурсы

Весенний семестр 2016/2017

Моделирование квантовых систем

Вторник, 16:20

Аудитория 707

Лектор: Ожигов Ю.И.

Предполагается краткое введение в квантовую теорию для математиков и программистов, разбор конечномерных моделей квантовой электродинамики (Jaynes-Cummings-Hubbard, Dicke), квантовых случайных процессов и основного уравнения master equation. Будут рассмотрены методы компьютерного моделирования динамики состояния много-кубитных систем, и некоторые важные для биологии процессы, имеющие существенно квантовую природу, например, DAT.

Спецкурс предназначен для студентов 2-6 курсов и аспирантов.

Первая лекция: 14 февраля

Введение в квантовую теорию

Вторник, 18:00

Аудитория 707

Лектор: Ожигов Ю.И.

Предполагается изложение основных идей и методов квантовой теории: гильбертово пространство состояний, композитные системы, измерения и унитарная динамика, уравнение Шредингера, будут кратко рассмотрены интегралы по путям Фейнмана. Разбирается понятие квантового алгоритма и проблема квантовых компьютеров, в частности, описание декогерентности.

Спецкурс предназначен для студентов 2-6 курсов и аспирантов.

Первая лекция: 14 февраля

Введение в методы параллельного программирования с помощью CUDA

Понедельник, 18:00

Аудитория 609

Лектор: Колганов А.C.

Практически все сегменты рынка полупроводниковой продукции, включая персональные компьютеры, игровые консоли, мобильные устройства, серверы, суперкомпьютеры и сетевые устройства переходят к использованию параллельных платформ. Есть две основные причины такой тенденции. Во-первых, параллельные процессоры предоставляют более эффективное использование доступной площади кристалла и бюджета энергопотребления для многих требовательных приложений. Во-вторых, большое количество задач, которые традиционно решались с использованием специализированных интегральных схем теперь могут быть реализованы на параллельных процессорах, что позволяет добиться нового уровня функциональности и сократить расходы на их разработку. Центральной задачей является разработка приложений, которые бы наиболее эффективно использовали возможности параллельных архитектур для достижения поставленных целей по эффективности и производительности. Задачей этого курса является обучение разработке приложений для графических процессоров, которые имеют массивно параллельную вычислительную архитектуру. Процессор называется «массивно параллельным», если он способен выполнять более чем 64 арифметические операции за один цикл тактовой частоты. Сегодня графические процессоры NVIDIA могут быть отнесены к этому классу. Эффективное программирование таких процессоров потребует детального понимания принципов параллельного программирования, а также моделей параллелизма, обмена данными и знания различных архитектурных ограничений этих процессоров. В данном курсе излагаются теоретические и практические знания, которые понадобятся всем будущим специалистам, которые хотели бы научиться разрабатывать приложения для графических процессоров NVIDIA с использованием модели CUDA. Будут рассмотрены основные принципы работы графических процессоров. Будет рассмотрена программно-аппаратная архитектура параллельных вычислений CUDA, которая позволяет существенно увеличить вычислительную производительность благодаря использованию графических процессоров фирмы NVIDIA.

Первая лекция: 20 февраля

Ускорение вычислений по стандарту OpenCL на ПЛИС Altera FPGA

Суббота, 10:30

Аудитория 574

Занятия еженедельно ПО СУББОТАМ в 10-30, класс 574. 5 ЗАНЯТИЙ по 4 АК.ЧАСА (4 основных и доп.семинар).

Занятия проводят сотрудники АО «Алмаз-СП», официального и сертифицированного дизайн партера Altera (Intel Programmable Solutions) в РФ, занимающегося разработкой ускорителей на ПЛИС.

В теоретической части приводится обзор современных технологий и аппаратуры ускорения вычислений на ПЛИС с помощью открытого стандартизированного языка программирования гетерогенных вычислительных платформ OpenCL.

В практической части курса учащиеся в ходе лабораторных работ на ускорителе Almaz Tread, разработки АО «Алмаз-СП» на базе новейшей ПЛИС Intel PSG (Altera FPGA Arria-10 20nm) научатся настройке программной среды и аппаратуры, познакомятся с основами программирования ПЛИС на OpenCL, освоят инструменты анализа производительности и методы оптимизации.

Требования к обучающимся :

  • знание основ языка программирования СИ
  • базовые навыки работы с MS Visual Studio

Запись на спецкурс (число мест в группе ограничено): fpga@almaz-sp.ruirinaf@cs.msu.su.

Вопросы: 8-967-193-44-02.

Технология ускорения вычислений на ПЛИС при помощи стандарта OpenCL успешно используется в различных высокотехнологичных отраслях передовыми компаниями для финансового анализа, высокочастотного трейдинга, обработки изображений и видео, математических расчетов и моделирования, анализа данных и разбора телекоммуникационного трафика DPI, защиты от DoS аттак, итд. В конце 2016 года компания Microsoft объявила об успешном опыте применения ускорителей ПЛИС Altera в облачных сервисах платформы Azure и поисковой системе Bing. Уже сейчас технология начинает применяться для построения нейронных сетей и машинного обучения.

Первая лекция: 11 марта

Параллельное программирование для высокопроизводительных вычислительных систем

Суббота, 9:00

Аудитория 515

Лектор: Попова Н.Н., Бахтин В.А., Антонов

В спецкурсе будет дан обзор основных возможностей технологий параллельного программирования MPI и OpenMP и более детально рассмотрены особенности использования этих технологий для разработки параллельных программ для суперкомпьютеров. Основное внимание планируется уделить функциональности технологий параллельного программирования MPI и OpenMP. В MPI будут рассмотрены базовые функции для двухсторонних передач сообщений, функции коллективных передач, работа с группами и коммуникаторами, виртуальные топологии, организация параллельного ввода-вывода, односторонние коммуникации, обработка ошибок. В OpenMP будут рассмотрены способы распределения работ и синхронизации, а также дополнительные вспомогательные процедуры. Будет рассмотрено влияние отдельных параметров запуска MPI-программ на их эффективность. В рамках спецкурса предполагает выполнение практических заданий на суперкомпьютерах «Ломоносов» и Blue Gene/P. Предполагается, что слушатели должны обладать начальными знаниями и практическими навыками в параллельном программировании с использованием технологий MPI и OpenMP.

Занятия по спецкурсу будут проходить по субботам, с 9 до 18 часов.

Заявки на участие в спецкурсе необходимо высылать по адресу irinaf@cs.msu.su. Тема сообщения: участие в спецкурсе. В письме необходимо указать:

  1. Фамилия Имя Отчество
  2. Номер группы

Первая лекция: 11 марта