رایانش چند‌هسته‌ای

هدف اصلی درس آشنایی با ساختار سیستمهای چندهسته‌ای و پرهسته‌ای و برنامه‌نویسی موازی برای این سیستم‌ها است. به این منظور، ابتدا معماری کلی، مفاهیم اولیه و چالش‌های موجود در سیستم‌های چندهسته‌ای و پرهسته‌ای ارائه می‌گردد. در ادامه، ابزار و روش‌های برنامه‌نویسی موازی روی چند بستر چندهسته‌ای و پر‌هسته‌ای معرفی می‌شود.

• معرفی معماری سیستم‌های چندهسته‌ای و مدل‌های برنامه‌نوسی موازی
  • تاریخچه ظهور سیستم‌های چند‌هسته‌ای
  • چالش‌های برنامه‌نویسی کارا روی سیستم‌های چند‌هسته‌ای
  • معرفی سطوح موازات در برنامه‌ها
  • تحلیل تسریع در سیستم‌های چند‌هسته‌ای همگون و ناهمگون
  • ارائه‌ی‌ چند نمونه واقعی از سیستم‌های چند‌هسته‌ای
• چند‌پردازنده‌ها با حافظه مشترک
  • معرفی کلی معماری
  • ارائه‌ی مسئله‌ی Cache Coherence و راه‌حل‌ها
  • معرفی اجمالی مدل برنامه‌نویسی و نحوه همگام‌سازی نخ‌ها
  • نحوه برخورد با ناحیه‌های بحرانی
  • ایده‌های کلی در بهبود برنامه‌های موازی
• الگو‌های رایج موازی‌سازی محاسبات و مدیریت داده
  • الگوهای محاسباتی موازی: Map, Reduction, Scan, Stencil, Recurrence, Fork-Join
  • الگوهای موازی مدیریت داده: Gather, Scatter, Pack, Geometric Decomposition & Partitions
• برنامه‌نویسی موازی عمومی در سیستم‌های چند‌هسته ای
  • برنامه‌نویسی با Pthreads
  • برنامه‌نویسی با OpenMP
• برنامه‌نوسی موازی در سیستم‌های برداری
  • معرفی کلی سیستم‌های برداری و آرایه‌ای
  • معرفی ISA مخصوص پردازنده Intel برای محاسبات SIMD
  • معرفی معماری و نحوه برنامه‌نویسی پردازنده CELL BE
• برنامه‌نویسی موازی در پردازنده‌های گرافیکی عام‌منظوره
  • معرفی جامع معماری پردازنده‌های گرافیکی
  • معرفی معماری چند نمونه واقعی از پردازنده‌های گرافیکی شرکت NVIDIA
  • برنامه‌نویسی با زبان CUDA
  • معرفی Profiler شرکت NVIDIA
• معرفی اجمالی برنامه‌نویسی موازی در سیستم‌های توزیع‌شده
  • معرفی کتابخانه Message Passing Interface (MPI) و نحوه‌ی برنامه‌نویسی موازی براساس مدل تبادل پیام

• تمرین‌های نظری: ۳ نمره
• آزمون‌های میان‌ترم و پایانی: ۱۵ نمره
• آزمونک‌ها: ۲ نمره