スパコンプログラミング（I）

概　要 　高性能計算を行うために必須な並列計算プログラミング技法の講義と実習を行う。 　並列プログラミングで多く用いられている、MPI（Message Passing Interface） 　の入門的な利用技術を 習得する。処理対象は数値計算の基本演算とする。 　また、情報基盤センタのスーパコンピュータFX10を用いて高性能計算を行う場合に 　必要となる技法（テクニック、ノウハウ等）についても習得を目指す。 本講義のキーワード （１）並列計算機入門 　i) 並列計算機の種類：分散メモリ型並列計算機とは 　ii) 並列プログラミングモデル：SPMDモデルとは （２）C言語およびFortran言語を用いた並列プログラム作成の基礎 　i) 情報基盤センタのスーパコンピュータＴ２Ｋオープンスパコン（東大版）の使い方 　ii) 通信インタフェースMPI （Message Passing Interface）の概要 （３）高性能プログラミング技法の基礎 　i) 配列連続アクセス 　ii) ループアンローリング 　iii) キャッシュブロック化 　iv) 通信隠蔽技法：パイプライン化、通信と計算との重複、など 　v) レジスタおよびキャッシュブロックのチューニング　など （４）基礎的な数値計算処理の並列プログラミング 　i) 行列演算基本操作 　　- 行列-ベクトル積 　　- 行列-行列積 　　- 行列の転置処理　など 　ii) 基礎的な数値計算アルゴリズム 　　- 密行列の解法：連立一次方程式の解法（密行列LU分解）、 　　　固有値解法（べき乗法）　など （５）発展的話題 　i) ソフトウエア自動チューニング　

・演習室の都合から63名になり次第、登録を中止します ・2013年4月9日（火）にガイダンスを行いますので必ず参加してください。 登録方法 （１）工学部、工学系研究科、情報理工学系研究科の学生 3部局共通の「学生情報システム」を利用し、webで履修登録をしてください。 （２）上記３部局以外の学部・研究科の学生 自分の所属する学部や研究科で決められた履修登録期間に、所属する学部・研究科の学務課等で履修申告をしてください。 （３）以下の事前登録を、上記の（１）、（２）とは別に行ってください。 《事前登録について》演習室定員の関係がありますので、この講義の履修希望者は、事前登録を行ったうえ、所属の各学部・研究科で決められた期間内に履修登録手続きをしてください。　演習室定員（６３名）を越えた場合には、履修できませんので、履修希望者は必ず事前登録を行ってください。 ○事前登録期間：平成25年４月９日（火）〜　４月１６日（火）　 ○登録手続場所：工学部・工学系研究科　学務課学務チーム窓口（工学部８号館１階）　　 ※必ず学生証をお持ちください。 ○本講義の履修は、教育用計算機システムを利用を必要とします。履修希望の学生は、教育用計算機 システムのアカウントを取得していることが前提となります。　アカウントを持っていない学生は、 事前に同システムの講習会を受け、アカウントを取得する必要があります。　 なお講習会は、例年では４月は週１、２回実施されています。詳しくは、下記のホームページを参照した上で、学生が個々に手続きを行い、本講義開始時には教育用計算機システムのアカウントを必ず取得してください。 http://www.ecc.u-tokyo.ac.jp/announcement/

課　題 講義内において発表 評　価 実習課題レポート（８０％）と出席（２０％）、もしくは、講義中に発表されるプログラムコンテストの結果（100％）

実践力をつける

前提となる知識と項目：・UNIXの基礎（ファイル構造、コマンド、ログイン方法、など） ・UNIXのエディタの操作（emacsの操作方法） ・C言語もしくはFortran言語の基礎 　（文法、制御文、ループ文、配列確保、関数呼び出し時の引数、変数宣言と変数型） ・若干の数値計算アルゴリズムに関する知識があれば望ましい； 応用先_分野と項目：・計算機科学（高性能計算（HPC）、高性能数値計算ライブラリ、並列アルゴリズム） ・計算科学（数値シミュレーション全般、流体工学、計算化学）