Modulbeschreibung

Parallele Programmierung

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.

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

Uebung mit 2 Lektionen pro Woche

Vorlesung mit 2 Lektionen pro Woche

Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.