Modulbeschreibung

Grundlagen des Multi-Threading und der Synchronisation:

• Einführung in die nebenläufige und parallele Programmierung
• Multi-Threading mit Java und .NET
• Kritische Abschnitte und Synchronisationsmechanismen
• Monitor-Konzept und deren Umsetzung in gängigen Sprachen
• Spezifische Synchronisationsprimitiven wie Semaphore, Reader-Writer Locks, Latches, Barrieren u.a.
• Korrektheitsdingungen; Problematik von Data Races, Race Conditions, Deadlocks und Starvation

Thread Pools für effiziente Parallelisierung und Asynchronität:

• Thread Pools: Mechanismus, Konzept, Mechanismus, Work-Stealing, Java und .NET
• Task- und Daten-Parallelität
• Parallelisierung von Algorithmen
• Asynchrone Programmierung in Java (CompletableFutures)
• C# Async-Await Programmierung

Ausgewählte Themen der Nebenläufigkeit:

• GUI und Nebenläufigkeit, asynchrone Programmierung im GUI
• Speichermodelle in Java und .NET: Atomarität, Sichtbarkeit, Ordnung, Speicherbarrieren
• Lock-freie Programmierung
• Non-Blocking Data Structures

Massive Parallelisierung:

• GPU-Parallelisierung: Konzept, Kernels, Launch Configs, Memory Management, Optimierungen
• HPC Cluster Parallelisierung mit MPI

Fortgeschrittene Programmiermodelle für die Nebenläufigkeit:

• Verteilte Parallelisierung mit Actors und CSP
• Reactive Programming (je nach Anzahl Vorlesungswochen im Semester)
• Hardware und Software Transactional Memory

Verwendete Technologien im Modul: Java, .NET C#, C/C++ (für GPU, MPI u.a.)