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Gewinnen Sie ein Grundverständnis bestimmter Themen oder Tools
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In diesem Kurs gibt es 5 Module
Dieser Kurs richtet sich an Wissenschaftler, Ingenieure, Studenten und Fachleute, die effiziente Lösungen für hochleistungsfähige und verteilte Rechensysteme entwickeln wollen. Der Schwerpunkt liegt auf der parallelen Programmierung unter Verwendung des Message Passing Interface (MPI), einem Standard für die skalierbare Kommunikation über mehrere Prozessoren. Die Teilnehmer sollten über grundlegende Programmiererfahrung in C oder C++ und Vertrautheit mit Linux verfügen. Vorkenntnisse in MPI sind nicht erforderlich. Dieser Kurs kann im Rahmen des Master of Science in Datenwissenschaft (MS-DS) der CU Boulder, der auf der Coursera-Plattform angeboten wird, angerechnet werden. Der MS-DS ist ein interdisziplinärer Abschluss, der Lehrkräfte aus den Fachbereichen Angewandte Mathematik, Informatik, Informationswissenschaften und anderen Bereichen der CU Boulder zusammenbringt. Da die Zulassung leistungsabhängig ist und es kein Bewerbungsverfahren gibt, ist der MS-DS ideal für Personen mit einem breiten Spektrum an grundständiger Ausbildung und/oder Berufserfahrung in Informatik, Informationswissenschaft, Mathematik und Statistik. Erfahren Sie mehr über das MS-DS-Programm unter https://hua.dididi.sbs/degrees/master-of-science-data-science-boulder.
Dieses Modul konzentriert sich auf die wichtigsten Konzepte und Techniken zur Umwandlung serieller Algorithmen in parallele Lösungen unter Verwendung der Message Passing Interface (MPI). Sie werden die Prinzipien der Nachrichtenübermittlung, der Synchronisation und des parallelen Denkens erforschen und sich die Fähigkeiten aneignen, paralleles Rechnen in ihren Projekten effizient zu nutzen.
Das ist alles enthalten
5 Videos3 Lektüren1 Aufgabe1 Programmieraufgabe
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5 Videos•Insgesamt 23 Minuten
Überblick über den Kurs•3 Minuten
Einführung in das parallele Rechnen•6 Minuten
Parallel denken•6 Minuten
Einführung in die Nachrichtenübermittlung•5 Minuten
Synchronisierung•3 Minuten
3 Lektüren•Insgesamt 21 Minuten
Kursaktualisierungen und Unterstützung bei der Barrierefreiheit•1 Minute
Verdienen Sie akademische Anerkennung für Ihre Arbeit!•10 Minuten
Kurs-Unterstützung•10 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 15 Minuten
Modul Quiz•15 Minuten
1 Programmieraufgabe•Insgesamt 60 Minuten
Verteiltes System zur Wettervorhersage mit MPI•60 Minuten
Fortgeschrittene Kommunikationstechniken in MPI
Modul 2•2 Stunden abzuschließen
Moduldetails
Dieses Modul befasst sich mit den fortgeschrittenen Kommunikationstechniken in MPI und konzentriert sich auf die Umwandlung serieller Algorithmen in parallele Implementierungen. Sie werden etwas über nicht blockierende Kommunikation, Punkt-zu-Punkt-Kommunikation und die Feinheiten blockierender Sende- und Empfangsvorgänge lernen, zusammen mit Strategien zur Vermeidung von Deadlocks in ihren parallelen Anwendungen.
Das ist alles enthalten
5 Videos1 Aufgabe1 Programmieraufgabe
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5 Videos•Insgesamt 28 Minuten
Parallelisierung eines seriellen Algorithmus•7 Minuten
Überblick über die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation•6 Minuten
Blockieren von Sendungen und Empfängen•7 Minuten
Nicht blockierende Kommunikation•4 Minuten
Deadlock•4 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 15 Minuten
Modul Quiz•15 Minuten
1 Programmieraufgabe•Insgesamt 60 Minuten
Verteilte Array-Summierung mit MPI Scatter und Gather•60 Minuten
Optimierung der Leistung beim parallelen Rechnen
Modul 3•2 Stunden abzuschließen
Moduldetails
Dieses Modul konzentriert sich auf die Verbesserung der Leistung paralleler Anwendungen durch nichtblockierende Kommunikation und effektive Lastverteilungsstrategien. Sie werden lernen, wie Sie nichtblockierende Kommunikation implementieren, Kommunikation mit Berechnungen überlappen und eine optimale Verteilung der Last erreichen, um die Geschwindigkeit ihrer MPI-Programme zu maximieren.
Das ist alles enthalten
4 Videos1 Aufgabe1 Programmieraufgabe
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4 Videos•Insgesamt 21 Minuten
Implementierung der nicht blockierenden Kommunikation•5 Minuten
Überschneidung von Kommunikation und Datenverarbeitung•3 Minuten
Load Balancer und Beschleunigung [oder: Lastverteiler]•7 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 15 Minuten
Modul Quiz•15 Minuten
1 Programmieraufgabe•Insgesamt 60 Minuten
Parallele Ringkommunikation mit nicht blockierendem MPI•60 Minuten
Fortgeschrittene MPI-Konzepte - Kommunikatoren und abgeleitete Datentypen
Modul 4•2 Stunden abzuschließen
Moduldetails
Dieses Modul befasst sich mit fortgeschrittenen Konzepten des parallelen Rechnens mit MPI und konzentriert sich auf die Erstellung von Kommunikatoren, die Zerlegung von Domänen und abgeleitete Datentypen. Sie lernen, benutzerdefinierte Kommunikatoren für die Prozesskoordination zu erstellen und Berechnungsdomänen effektiv aufzuteilen. Das Modul behandelt die abgeleiteten Datentypen von MPI, einschließlich zusammenhängender, Vektor-, indizierter und Strukturtypen, die eine effiziente Kommunikation sowohl für regelmäßige als auch unregelmäßige Datenmuster in Hochleistungsanwendungen ermöglichen.
Das ist alles enthalten
7 Videos1 Aufgabe1 Programmieraufgabe
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7 Videos•Insgesamt 30 Minuten
MPI-Kommunikatoren•4 Minuten
Komplettlösung für die Erstellung von Kommunikatoren•4 Minuten
Kommunikatoren und Bereichszerlegung•3 Minuten
Abgeleitete Datentypen Übersicht•4 Minuten
Abgeleitete Datentypen - Zusammenhängend und Vektor•6 Minuten
Abgeleitete Datentypen - Indiziert und Struktur•5 Minuten
Nachbereitung von Woche 4•3 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 15 Minuten
Modul Quiz•15 Minuten
1 Programmieraufgabe•Insgesamt 60 Minuten
MPI Abgeleiteter Typ für komplexe Datenstrukturen•60 Minuten
Parallele E/A in MPI und HDF5 für Hochleistungsberechnungen
Modul 5•1 Stunde abzuschließen
Moduldetails
Dieses Modul konzentriert sich auf parallele E/A in MPI und legt den Schwerpunkt auf effizientes Datenmanagement im High-Performance-Computing. Sie lernen die Prinzipien von MPI I/O kennen und untersuchen praktische Beispiele für gleichzeitige Datenoperationen. Das Modul stellt auch HDF5 vor, ein weit verbreitetes Datenmodell und Dateiformat im wissenschaftlichen Rechnen, und hebt seine Merkmale für das Management großer Datenmengen hervor. Am Ende des Moduls werden die Teilnehmer in der Lage sein, effektive parallele I/O-Strategien mit MPI und HDF5 in ihren Anwendungen zu implementieren.
Das ist alles enthalten
5 Videos1 Aufgabe
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5 Videos•Insgesamt 26 Minuten
Parallele E/A•6 Minuten
MPI I/O Übersicht•4 Minuten
MPI I/O Beispiele•7 Minuten
HDF5 Überblick Teil 1•5 Minuten
HDF5 Überblick - Teil 2•4 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 30 Minuten
Modul Quiz•30 Minuten
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Die CU Boulder ist eine dynamische Gemeinschaft von Gelehrten und Lernenden auf einem der spektakulärsten College-Campus des Landes. AS eine von 34 öffentlichen US-Institutionen in der angesehenen Association of American Universities (AAU), haben wir eine stolze Tradition der akademischen Exzellenz, mit fünf Nobelpreisträgern und mehr als 50 Mitglieder der renommierten akademischen Akademien.
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