Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Informatyki - Informatyka (S3)

Sylabus przedmiotu Wybrane zagadnienia zrównoleglenia oprogramowania - Przedmiot obieralny III:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Informatyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom trzeciego stopnia
Stopnień naukowy absolwenta doktor
Obszary studiów studia trzeciego stopnia
Profil
Moduł
Przedmiot Wybrane zagadnienia zrównoleglenia oprogramowania - Przedmiot obieralny III
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Inżynierii Oprogramowania
Nauczyciel odpowiedzialny Włodzimierz Bielecki <Wlodzimierz.Bielecki@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny 3 Grupa obieralna 3

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL5 5 1,50,50zaliczenie
wykładyW5 15 1,50,50zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Matematyka na poziomie wyższych studiów technicznych Programowanie w językach C, C++

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z różnymi technikami pozwalającymi na automatyczne zrównoleglenie oprogramowania sekwencyjnego.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Znajdowanie grubo-ziarnistej równoległości3
T-L-2Znajdowanie drobno-ziarnistej równoległości2
5
wykłady
T-W-1Drobno- i gruboziarnista równoległość oprogramowania, wydajność kodu równoległego(lokalność, przyspieszenie i efektywność, prawa Amdahla i Gustafsona)3
T-W-2Arytmetyka Presburgera, reprezentacja zależności w pętlach programowych, tranzytywne domknięcie relacji zależności.3
T-W-3Techniki znajdowania grubo-ziarnistej równoległości.3
T-W-4Techniki znajdowania drobno-ziarnistej równoległości.3
T-W-5Techniki generowania kodu równoległego.3
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Udział w zajęciach laboratoryjnych5
A-L-2Konsultacje5
A-L-3Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych34
44
wykłady
A-W-1Udział w wykładach15
A-W-2Konsultacje5
A-W-3Rozwiązywanie zadań domowych oraz przygotowanie do wykładu10
A-W-4Przygotowanie do egzaminu14
44

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykad informacyjny/konwersatoryjny
M-2Ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Ocena stopnia wykonania zadań praktycznych pod koniec każdych laboratoriów
S-2Ocena formująca: Zaliczenie końcowe poprzez sprawdzenie efektów kształcenia: przedstawienie pytań i ocena odpowiedzi

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_3A_B/03/03_W01
Doktorant opanował wiedze teoretyczną (techniki zrównoleglenia i generowania kodu równoległego) oraz praktyczną (znajomość wybranych narzędzi do zrównoleglenia)
I_3A_W01, I_3A_W02, I_3A_W03C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5M-1S-2

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_3A_B/03/03_U01
Doktorant umie praktycznie rozwiązywać zadania z zakresu zrównoleglenia oprogramowania sekwencyjnego.
I_3A_U01, I_3A_U04C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5M-2S-1

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_3A_B/03/03_K01
Doktorant ma świadomość wykorzystywania i znaczenia wiedzy teoretycznej (z zakresu zrównoleglenia oprogramowania sekwencyjnego).
I_3A_K01, I_3A_K02C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5M-2S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_3A_B/03/03_W01
Doktorant opanował wiedze teoretyczną (techniki zrównoleglenia i generowania kodu równoległego) oraz praktyczną (znajomość wybranych narzędzi do zrównoleglenia)
2,0Student nie opanował materiału w stopniu zadowalającym
3,0Doktorant w zadowalającym stopniu opanował tematykę wykładu, zna główne definicje i twierdzenia gubi się w szczegółach technik zrównoleglenia.
3,5Doktorant opanował tematykę wykładu, zna główne techniki gubi się w szczegółach technik zrównoleglenia.
4,0Doktorant opanował treści prezentowane w toku wykładów zna podstawowe definicje i techniki zrównoleglenia.
4,5Doktorant opanował treści prezentowane w toku wykładów zna prezentowane definicje, techniki wraz z ich wytłumaczeniem.
5,0Doktorant opanował w pełni tematykę wykładu, nie gubi się w szczegółach teoretycznych

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_3A_B/03/03_U01
Doktorant umie praktycznie rozwiązywać zadania z zakresu zrównoleglenia oprogramowania sekwencyjnego.
2,0Doktorant nie umie samodzielnie rozwiązywać nawet najprostszych zadań oraz nie zna podstawowych technik zrównoleglenia.
3,0Doktorant umie rozwiązywać proste zadania oraz umie implementować podstawowe techniki w stopniu zadowalającym
3,5Doktorant umie rozwiązywać proste zadania oraz umie zastosować podstawowe techniki
4,0Doktorant umie rozwiązywać stawiane przed nim zadania oraz o umie zastosować techniki przedstawione na wykładach.
4,5Doktorant umie rozwiązywać stawiane przed nim zadania oraz umie zastosować techniki przedstawione na wykładach. rozumie związki z teorią.
5,0Doktorant umie rozwiązywać stawiane przed nim zadania oraz umie zastosować techniki przedstawione na wykładach. rozumie związki z teorią. jest świadomy ograniczeń technik oraz dobrze rozumie związki teorii z praktyką.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_3A_B/03/03_K01
Doktorant ma świadomość wykorzystywania i znaczenia wiedzy teoretycznej (z zakresu zrównoleglenia oprogramowania sekwencyjnego).
2,0Doktorant nie rozumie znaczenia wiedzy teoretycznej z zakresu automatycznego zrównoleglenia.
3,0Doktorant rozumie znaczenie wiedzy teoretycznej z zakresu automatycznego zrównoleglenia.
3,5Doktorant rozumie znaczenie wiedzy teoretycznej z zakresu automatycznego zrównoleglenia. ma świadomość propagowania tego typu wiedzy w środowisku inżynierów i praktyków.
4,0Doktorant rozumie znaczenie wiedzy teoretycznej z zakresu automatycznego zrównoleglenia. ma świadomość propagowania tego typu wiedzy w środowisku inżynierów i praktyków. Dodatkowo w sposób pomysłowy umie przedyskutować różne rozwiązania.
4,5Dodatkowo, umie wyszukać i zrozumieć dodatkowe informacje na temat najnowszych technik zrównoleglenia oprogramowania sekwencyjnego.
5,0Ponadto, potrafi skutecznie bronić własnych propozycji oraz rozwiązań

Literatura podstawowa

  1. W. Bielecki, M. Pałkowski, Ekstrakcja drobno-i gruboziarnistej równoległości w pętlach programowych, ZUT, Szczecin, Szczecin, 2011
  2. Midkiff Samuel, Automatic Parallelization: An Overview of Fundamental Compiler Techniques, Morgan, 2011
  3. Alain Darte, Yves Robert, Frederic Vivien, Frédéric Vivien, Scheduling and Automatic Parallelization, Birkhauser, 2001

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Znajdowanie grubo-ziarnistej równoległości3
T-L-2Znajdowanie drobno-ziarnistej równoległości2
5

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Drobno- i gruboziarnista równoległość oprogramowania, wydajność kodu równoległego(lokalność, przyspieszenie i efektywność, prawa Amdahla i Gustafsona)3
T-W-2Arytmetyka Presburgera, reprezentacja zależności w pętlach programowych, tranzytywne domknięcie relacji zależności.3
T-W-3Techniki znajdowania grubo-ziarnistej równoległości.3
T-W-4Techniki znajdowania drobno-ziarnistej równoległości.3
T-W-5Techniki generowania kodu równoległego.3
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Udział w zajęciach laboratoryjnych5
A-L-2Konsultacje5
A-L-3Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych34
44
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Udział w wykładach15
A-W-2Konsultacje5
A-W-3Rozwiązywanie zadań domowych oraz przygotowanie do wykładu10
A-W-4Przygotowanie do egzaminu14
44
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_3A_B/03/03_W01Doktorant opanował wiedze teoretyczną (techniki zrównoleglenia i generowania kodu równoległego) oraz praktyczną (znajomość wybranych narzędzi do zrównoleglenia)
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyI_3A_W01Absolwent posiada zaawansowaną wiedzę o charakterze podstawowym dla dziedziny Informatyka związana z obszarem prowadzonych badań naukowych obejmująca najnowsze osiągnięcia
I_3A_W02Absolwent posiada zaawansowaną wiedzę o charakterze szczegółowym odpowiadającą obszarowi Informatyka, obejmującą najnowsze osiągnięcia.
I_3A_W03Absolwent posiada wiedzę o metodyce i metodologii prowadzenia badań naukowych.
Cel przedmiotuC-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z różnymi technikami pozwalającymi na automatyczne zrównoleglenie oprogramowania sekwencyjnego.
Treści programoweT-W-1Drobno- i gruboziarnista równoległość oprogramowania, wydajność kodu równoległego(lokalność, przyspieszenie i efektywność, prawa Amdahla i Gustafsona)
T-W-2Arytmetyka Presburgera, reprezentacja zależności w pętlach programowych, tranzytywne domknięcie relacji zależności.
T-W-3Techniki znajdowania grubo-ziarnistej równoległości.
T-W-4Techniki znajdowania drobno-ziarnistej równoległości.
T-W-5Techniki generowania kodu równoległego.
Metody nauczaniaM-1Wykad informacyjny/konwersatoryjny
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: Zaliczenie końcowe poprzez sprawdzenie efektów kształcenia: przedstawienie pytań i ocena odpowiedzi
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie opanował materiału w stopniu zadowalającym
3,0Doktorant w zadowalającym stopniu opanował tematykę wykładu, zna główne definicje i twierdzenia gubi się w szczegółach technik zrównoleglenia.
3,5Doktorant opanował tematykę wykładu, zna główne techniki gubi się w szczegółach technik zrównoleglenia.
4,0Doktorant opanował treści prezentowane w toku wykładów zna podstawowe definicje i techniki zrównoleglenia.
4,5Doktorant opanował treści prezentowane w toku wykładów zna prezentowane definicje, techniki wraz z ich wytłumaczeniem.
5,0Doktorant opanował w pełni tematykę wykładu, nie gubi się w szczegółach teoretycznych
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_3A_B/03/03_U01Doktorant umie praktycznie rozwiązywać zadania z zakresu zrównoleglenia oprogramowania sekwencyjnego.
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyI_3A_U01Absolwent posiada umiejętność prowadzenia badań naukowych w zakresie Informatyka z wykorzystaniem najnowszej wiedzy.
I_3A_U04Absolwent posiada umiejętność wykorzystywania nowych narzędzi informatycznych do realizacji badań naukowych.
Cel przedmiotuC-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z różnymi technikami pozwalającymi na automatyczne zrównoleglenie oprogramowania sekwencyjnego.
Treści programoweT-W-1Drobno- i gruboziarnista równoległość oprogramowania, wydajność kodu równoległego(lokalność, przyspieszenie i efektywność, prawa Amdahla i Gustafsona)
T-W-2Arytmetyka Presburgera, reprezentacja zależności w pętlach programowych, tranzytywne domknięcie relacji zależności.
T-W-3Techniki znajdowania grubo-ziarnistej równoległości.
T-W-4Techniki znajdowania drobno-ziarnistej równoległości.
T-W-5Techniki generowania kodu równoległego.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena stopnia wykonania zadań praktycznych pod koniec każdych laboratoriów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Doktorant nie umie samodzielnie rozwiązywać nawet najprostszych zadań oraz nie zna podstawowych technik zrównoleglenia.
3,0Doktorant umie rozwiązywać proste zadania oraz umie implementować podstawowe techniki w stopniu zadowalającym
3,5Doktorant umie rozwiązywać proste zadania oraz umie zastosować podstawowe techniki
4,0Doktorant umie rozwiązywać stawiane przed nim zadania oraz o umie zastosować techniki przedstawione na wykładach.
4,5Doktorant umie rozwiązywać stawiane przed nim zadania oraz umie zastosować techniki przedstawione na wykładach. rozumie związki z teorią.
5,0Doktorant umie rozwiązywać stawiane przed nim zadania oraz umie zastosować techniki przedstawione na wykładach. rozumie związki z teorią. jest świadomy ograniczeń technik oraz dobrze rozumie związki teorii z praktyką.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_3A_B/03/03_K01Doktorant ma świadomość wykorzystywania i znaczenia wiedzy teoretycznej (z zakresu zrównoleglenia oprogramowania sekwencyjnego).
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscyplinyI_3A_K01Absolwent ma świadomość społecznej roli uczonego a zwłaszcza rozumie potrzebę przekazywania społeczeństwu najnowszych osiągnięć z dziedziny Informatyka.
I_3A_K02Absolwent rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie, zapoznawania się z najnowszymi osiągnięciami nauki i wdrażania ich do praktyki.
Cel przedmiotuC-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z różnymi technikami pozwalającymi na automatyczne zrównoleglenie oprogramowania sekwencyjnego.
Treści programoweT-W-1Drobno- i gruboziarnista równoległość oprogramowania, wydajność kodu równoległego(lokalność, przyspieszenie i efektywność, prawa Amdahla i Gustafsona)
T-W-2Arytmetyka Presburgera, reprezentacja zależności w pętlach programowych, tranzytywne domknięcie relacji zależności.
T-W-3Techniki znajdowania grubo-ziarnistej równoległości.
T-W-4Techniki znajdowania drobno-ziarnistej równoległości.
T-W-5Techniki generowania kodu równoległego.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena stopnia wykonania zadań praktycznych pod koniec każdych laboratoriów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Doktorant nie rozumie znaczenia wiedzy teoretycznej z zakresu automatycznego zrównoleglenia.
3,0Doktorant rozumie znaczenie wiedzy teoretycznej z zakresu automatycznego zrównoleglenia.
3,5Doktorant rozumie znaczenie wiedzy teoretycznej z zakresu automatycznego zrównoleglenia. ma świadomość propagowania tego typu wiedzy w środowisku inżynierów i praktyków.
4,0Doktorant rozumie znaczenie wiedzy teoretycznej z zakresu automatycznego zrównoleglenia. ma świadomość propagowania tego typu wiedzy w środowisku inżynierów i praktyków. Dodatkowo w sposób pomysłowy umie przedyskutować różne rozwiązania.
4,5Dodatkowo, umie wyszukać i zrozumieć dodatkowe informacje na temat najnowszych technik zrównoleglenia oprogramowania sekwencyjnego.
5,0Ponadto, potrafi skutecznie bronić własnych propozycji oraz rozwiązań