Course Name Year Term Period Faculty / Graduate School All Instructors Credits
32116:Parallel Processing (6T) § 32117:Parallel Computing System (6X) 2023 Spring Wed3 College　of　Science　and　Engineering MENG LIN、YAMAZAKI KATSUHIRO 2

Campus

BKC

Class Venue

Prism201

Language

Japanese

Course Outline and Method

気象変動予測、地震動予測、新薬開発などの大規模な問題を、実用的な時間内で解決するためには、並列処理が必須である。前半の授業では、地球シミュレータやスパコン京上での具体的な応用例を示した後、並列プログラミング言語、並列アルゴリズム、及び並列マシンのアーキテクチャについて、それらの基礎的部分を講述する。後半の授業では、代表的な言語であるＰＶＭ（Parallel Virtual Machine）を用いて、実際に簡単な並列プログラムを作成し、情報処理演習室で複数のPC上で動作させて、並列プログラミングの初歩を修得する。

Student Attainment Objectives

並列処理の要点を理解した上で、簡単な並列プログラミングを自分で行って、並列処理の基礎を修得することが目標である。
１．並列マシンにはどのような種類のものがあるかを説明できる。
２．どのような言語でどのように並列プログラムを記述するかを理解できる。
３．どのような問題に対して、並列処理の効果が期待できるかを説明できる。
４．ＰＶＭによる簡単な並列プログラミングを行うことができる。
５．並列処理による性能向上を評価することができる。

Recommended Preparatory Course

情報処理演習、応用Cプログラミング、コンピュータアーキテクチャⅠ

Course Schedule

Lecture/Instructor（When there are multiple instructors) Theme
Keyword, References and Supplementary Information
1．

授業の概要と導入、並列処理とは

マルチコア、ＰＣクラスタ、ＧＰＵ

2．

並列処理の応用例

地球シミュレータ、スパコン京

3．

並列処理のキーワード

スケーラビリティ、負荷均衡、マルチスレッド

4．

並列プログラミング言語、並列アルゴリズム

ＰＶＭ、ＭＰＩ、OpenMP、タスク分割、データ分割

5．

ＰＶＭとＭＰＩ

マスタースレーブ、メッセージパッシング

6．

情報処理演習室でのＰＶＭの使用方法

環境設定、コンパイル・実行方法

7．

ＰＶＭコンパイル・実行のテスト

8．

ＰＶＭの例題説明

バブルマージソート、Nクイーン問題

9．

ＧＰＵと相互結合網

マルチスレッド、ストリーミングマルチプロセッサ

10．

ＰＶＭ並列プログラミング演習1

11．

ＰＶＭ並列プログラミング演習2

12．

ＰＶＭ並列プログラミング演習3

13．

ＰＶＭ並列プログラミング演習4

14．

ＰＶＭ並列プログラミング演習5

15．

重要事項の復習とまとめ

レポートコメント

Class Format

BCP停止の場合は、BCPレベル0～2の記載どおりに授業が行われます。
During the suspension period of BCP, classes will be as described in BCP levels 0-2.

【BCPレベル1の場合 / In the case of BCP level 1】対面授業　Zoomライブ配信や録画配信は行わない。


【BCPレベル2の場合 / In the case of BCP level 2】対面授業　Zoomライブ配信や録画配信は行わない。


【BCPレベル3~4の場合 / In the case of BCP level 3-4】Zoomライブ授業

Recommendations for Private Study

ICT技術の進歩は極めて速いので、普段からニュース、新聞、雑誌などで、その動向に興味を持ち、勉強しておくこと。

Grade Evaluation Method

Kind Percentage Grading Criteria etc.
Final Examination (Written) 0

Report Examination
(A report to be submitted by the unified deadline)		 0

Exams and/or Reports other than those stated above, and Continuous Assessment　
(Evaluation of Everyday Performance in Class)		 100

作成した並列プログラムの完成度、レポートの完成度、及び講義参加の積極性で総合的に評価する。

Grade Evaluation Method （Note）

PVMによる並列プログラムの作成が最も重要である。試験は実施しない。
BCPレベル3~4の場合、PVMプログラミング演習をC演習に変更する。

Advice to Students on Study and Research Methods

前半は教室で講義を行う。後半は情報処理演習室にて、各自が並列プログラミングの演習を行う。

Textbooks

Textbooks （Frequency of Use, Note）

第1回から第4回および第9回は講義ノートを用いて説明する。また、情報処理演習室でのPVM使用方法、PVM例題などの資料を配布する。

Reference Books

Title Author Publisher ISBN Code Comment
PCクラスタ超入門、1999年、2000年 超並列計算研究会 初心者向け
PVM３ユーザーズガイド＆リファレンス　　マニュアル、 Al Geist他
はじめての並列プログラミング 湯浅、安村、中田 共立出版
コンピュータの構成と設計（下）、第4版、2011、第７章 パターソン ＆ ヘネシー著、成田　訳 日経ＢＰ社 第5版、2014、第6章もほぼ同じ内容である。

Reference Books （Frequency of Use, Note）

PCクラスタ超入門、1999年を用いて、PVMとMPIの説明を行う。PCクラスタ超入門は初心者向きの優れた資料であるので、最初に参考にすること。

Web Pages for Reference

How to Communicate with the Instructor In and Out of Class(Including Instructor Contact Information)

Learning Management System （manaba+R）,Talk with Students,Other (Separate instructions will be provided)

Other Comments

10回目からの並列プログラミング演習を行うためには、6回目と8回目の説明を聞き、7回目のテストを行うことが必須である。演習は5回だけであるので、講義時間以外にも、メディアセンターで演習を行うことを期待する。
【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/