Modulbeschreibung
Parallele Programmierung
Kürzel:
M_ParProg
Durchführungszeitraum:
FS/14
ECTS-Credits:
4
Lernziele:
Programmierung von parallelen und nebenläufigen Systemen
- Grundlagen der nebenläufigen und parallelen Programmierung (Threads, Synchronisation, Korrektheits- und Fairnessbedingungen, Thread Pools, asynchrone Programmierung, Speichermodelle) kennen und verstehen.
- Entwurf und Implementation von nebenläufigen und parallelen Programmen in modernen verbreiteten Technologien (z.B. .NET C#, Java) umsetzen können.
- Datenstrukturen, Algorithmen und Design Patterns zur effizienten Parallelisierung (Lock-Free/Wait-Free Data Structures, Recursive Parallel, Producer/Consumer u.a.) kennen und anwenden können.
- Weitergehende Concurrency-Modelle und Technologien (Actors/CSP, Software Transactional Memory, Cluster-Parallelisierung mit MPI, GPU-Parallelisierung) kennen und einsetzen können.
Verantwortliche Person:
Prof. Dr. Bläser Luc
Standort (angeboten):
Rapperswil-Jona
Empfohlene Module:
Zusätzlich vorausgesetzte Kenntnisse:
Englisch und sicherer Umgang mit Eclipse und MS Visual Studio von Vorteil
Skriptablage:
Modultyp:
Wahlpflicht-Modul für Elektrotechnik STD_05(Keine Semesterempfehlung)
Wahlpflicht-Modul für Elektrotechnik STD_14(Keine Semesterempfehlung)
Wahlpflicht-Modul für Informatik STD_05(Empfohlenes Semester: 4)
Wahlpflicht-Modul für Informatik STD_11(Empfohlenes Semester: 4)
Wahlpflicht-Modul für Informatik STD_14(Empfohlenes Semester: 4)
Wahl-Modul für Software Engineering STD_14 (PF)
Wahlpflicht-Modul für Informatik Retro STD_14_UG(Empfohlenes Semester: 4)
Wahl-Modul für Generalist STD_14 (PF)
Wahlpflicht-Modul für Software Engineering STD_14 (PF)
ECTS-Credits pro Kategorie
Technik / 4 Credits
Technik / 4 Credits
Grundlagen Informatik / 4 Credits
Grundlagen Informatik / 4 Credits
Grundlagen Informatik und Aufbau Informatik / 4 Credits
Kernmodule Informatik Profile / 4 Credits
Modulbewertung
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Leistungsbewertung
Während der Prüfungssession:
Schriftliche Prüfung, 120 Minuten
Zulassungsbedingungen zur Prüfung:
Erfolgreiche Teilnahme an den Übungen.
Kurse in diesem Modul
Parallele Programmierung
Kürzel:
ParProg
Semester:
1
Plan und Lerninhalt:
Multi-Threading und Synchronisation
- Einführung in die nebenläufige/parallele Programmierung und zugrundeliegenden Systemarchitekturen
- Multi-Threading mit .NET und/oder Java
- Kritische Abschnitte und Synchronisationsmechanismen
- Monitor-Konzept und deren Umsetzung in gängigen Sprachen
- Spezifische Synchronisationsprimitiven (Semaphore, Reader-Writer Locks, Latches, Barrieren u.a.)
- Korrektheits- und Fairnessbedingungen; Problematik von Race Conditions, Deadlocks und Starvations
Thread Pools und effiziente Parallelisierung
- Thread Pools: Mechanismus, Eignung und Limitationen
- Task- und Daten-Parallelität
- Parallele Algorithmen (Sortierung, Suchen etc.)
- Asynchrone Programmierung
- GUI und Nebenläufigkeit
- Entwurfsmuster der Nebenläufigkeit (Producer/Consumer, Concurrent Pipelines, Reader/Writer, Recursive Parallel)
- Speichermodelle: Atomarität, Sichtbarkeit und Optimierung
- Lock-Free & Wait-Free Datenstrukturen
Fortgeschrittene Nebenläufigkeitsmodelle
- Verteilte Parallelisierung mit Actors/CSP
- Cluster Computing mit MPI
- Software Transactional Memory
- Vektorparallelisierung; GPU / Coprozessor-Parallelisierung
Unterrichtssprache:
Deutsch
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Uebung mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 18
- Harte Grenze: ja
Vorlesung mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 72
- Harte Grenze: ja
Übergangsregelungen:
Parallel- und Netzwerkprogrammierung (mUk_PnProg / I) (nicht durchgeführt)