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大学院

過去（2021年度）の授業の情報です

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最終更新日：2025年4月21日

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スパコンプログラミング（I）

目　標　高性能計算を学ぶためには、計算機アーキテクチャに始まり、コンパイラやOSといったシステムソフトウエア、さらに扱っているアプリケーションのアルゴリズムに至る広範な階層の知識が必要となる。講義でこれらすべてを扱うことはできない。そこで、厳選された実用的な課題について、講義と演習を行う。本講義は、従来講義のように広い知識の獲得を目指すものではない。実際に高性能プログラムを基盤センタのスーパーコンピュータ上で開発できるという、実用的でかつ、研究者として生き残るために必須な技能の習得を目指すものである。この技能の習得により、受講者の研究を格段に進展させることを目標とする。本講義は通年（夏学期、冬学期）予定されており、夏学期、冬学期ともに同様の講義を行います。本講義に登録の学生は、現在世界最高性能を持つ「富岳」スーパーコンピュータと同型の計算ノード、最新GPU NVIDIA A100を含む、東京大学情報基盤センターが運用するスーパーコンピュータWisteria/BDEC-01が無償で利用できるという特典があります。なお、アカウントの発行のため、履修登録とは別途、事前登録を必要とします。(備考参照)
ガイダンスを2021年4月13日（火）10時25分から予定していますので、必ず出席をお願いします。

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時間割／共通科目コード

コース名

教員

学期

時限

3799-105

GEN-CO5d10L1

スパコンプログラミング（I）

塙　敏博

S1 S2

火曜2限

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講義使用言語

日本語

単位

実務経験のある教員による授業科目

YES

他学部履修

可

開講所属

工学系研究科

授業計画

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、情報基盤センターのスーパコンピュータWisteria/BDEC-01を用いて高性能計算を行う上で　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ーコンピュータの紹介　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) GPUコンピューティング　演習環境　本演習には、東京大学情報基盤センターが運用するスーパーコンピュータ Wisteria/BDEC-01システムを利用する。受講者は無料でスーパコンピュータの利用ができる。

授業の方法

・対応の関係から、80名になり次第登録を中止します。（今回はスケジュールが特殊なので事前登録は必要ありません。）・2021年4月13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。

成績評価方法

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％）

履修上の注意

指示しない

実務経験と授業科目の関連性

Wisteria/BDEC-01スーパーコンピュータシステムの設計・運用を担当

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