High Performance programmering og systemer (HPPS)

Kursusindhold

Kurset introducerer de studerende til emnerne computerarkitektur og datanetværk, hukommelsesarkitektur, styresystemer, task-parallelisme og samtidighed, samt til massivt data-paralleliserede arkitekturer. Der vil være fokus på effektiv data-processering (big data) og effektive beregninger (big compute).

 

Kurset er rettet mod studerende på kombinationsuddannelserne datalogi-økonomi og machine learning og datavidenskab, og søger at udvikle en grundlæggende forståelse for koncepter indenfor datamater og it-systemer. Efter kurset vil den studerende besidde evnen til at reflektere over den praktiske ydeevne og udførsel af lavniveau programmer, samt besidde det faglige grundlag for senere praktiske og teoretiske kurser indenfor datalogien.

 

Kursets indhold er tematisk opdelt som følger:

  • Talrepræsentationer, aritmetik og boolsk algebra
  • Instruktionssæt, (symbolsk) maskinsprog, processorarkitektur, og lagerhierarkier
  • Tråde, skedulering, og synkronisering
  • Processer og virtuel hukommelse
  • Filsystemer og I/O enheder
  • Datanetværk
  • Parallelle arkitekturer (MIMD, SIMD)

 

Kurset vil undervejs introducere studerende til lav-niveau  systemprogrammeringssprog, såsom C, samt til relevante  udviklingsværktøjer, koncepter og teknikker indenfor systemprogrammering. Parallelliseringsteknikker implementeret i gængse lineær algebra-biblioteker vil blive introduceret.

Engelsk titel

High Performance Programming and Systems (HPPS)

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i datalogi-økonomi
Bacheloruddannelsen i machine learning og datavidenskab

Målbeskrivelse

Viden om

  • talrepræsentationer, aritmetik og boolsk algebra
  • instruktionssæt, (symbolsk) maskinsprog, processorarkitektur, og lagerhierarkier
  • tråde, skedulering, og synkronisering
  • processer og virtuel hukommelse
  • filsystemer og I/O enheder
  • datanetværk
  • parallelle arkitekturer (MIMD, SIMD)

 

Færdigheder i at

  • implementere enkle programmer i et systemprogrammeringssprog med eksplicit lagerhåndtering
  • redegøre for de forskellige motivationer for samtidighed, lagerhierarkier, og virtuel hukommelse
  • benytte gængse værktøjer til at foretage udvikling, modifikation og udvidelse af programmer på systemniveau
  • systematisk afprøve, fejlrette og dokumentere programmel på systemniveau
  • implementere enkle programmer på en parallel platform

 

Kompetencer til at

  • ræsonnere omkring processorarkitektur, lagerhierarkier, styresystemer og datanetværk
  • analysere ydeevnen af programmer baseret på viden om processorarkitektur, lagerhierarkier og styresystemer
  • implementere enkle programmer i et systemprogrammeringssprog
  • ræsonnere omkring korrektheden af simple flertrådede programmer, herunder strategier for undgåelse af race conditions og deadlocks
  • implementere enkle programmer på en parallel platform, samt redegøre 
    for hvordan vektor og matrix operationer parallelliseres i gængse 
    biblioteker

Forelæsninger og øvelsestimer med praktiske og teoretiske hjemmeopgaver, samt programmeringsprojekter afrapporteret med skriftlige rapporter (i grupper).

Se Absalon for kursuslitteratur.

Programmering og Problemløsning (PoP) samt Diskret Matematik og Formelle Sprog (DMFS) (eller Diskret matematik og algoritmer (DMA)) .

Skriftlig
Individuel
Løbende feedback i undervisningsforløbet
ECTS
7,5 ECTS
Prøveform
Skriftlig prøve, 4 timer med opsyn.
---
Hjælpemidler
Alle hjælpemidler tilladt
Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ekstern censur
Kriterier for bedømmelse

Se målbeskrivelsen.

Enkeltfag dagtimer (tompladsordning)

  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 32
  • Forberedelse (anslået)
  • 78
  • Øvelser
  • 32
  • Projektarbejde
  • 40
  • Eksamensforberedelse
  • 20
  • Eksamen
  • 4
  • Total
  • 206