工学部・工学研究科シラバス
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大規模並列数値計算特論(2.0 単位)

講義番号8213
課程区分前期課程
科目区分主専攻科目 主分野科目
授業形態講義
対象専攻・分野 応用物理学分野 航空宇宙工学分野 計算理工学専攻
開講時期1 1年前期 1年前期 1年前期
開講時期2 2年前期 2年前期 2年前期
担当教員 片桐 孝洋 教授  畝山 多加志 准教授  吉井 範行 特任准教授 

•本講座の目的およびねらい
超高速並列計算機および並列プログラミングの講義を行う。実機として名古屋大学のスーパーコンピュータを使用する課題を随時出す。プログラム言語にはFortranおよびCを使用する。
達成目標
1.超高速並列計算機および並列プログラミングの現状を説明できる。
2.初歩的な並列プログラミングを作成できる。

•バックグラウンドとなる科目
特にないが、プログラミングの基礎を学んでいることが望ましい。

•授業内容
 1.ガイダンス、高速計算の必要性と高速計算機の発展の歴史
 2.並列数値処理の基本演算
 3.スーパコンピュータの利用(アカウントの発行)
 4.高性能プログラミングの基礎
 5.OpenMPの基礎
 6.行列-ベクトル積の並列化
 7.べき乗法の並列化
 8.行列‐行列積の並列化(1)
 9.行列‐行列積の並列化(2)
10.数値計算ライブラリの利用
11.分子動力学計算における応用例1
12.分子動力学計算における応用例2
13.GPUプログラミング(1)
14.GPUプログラミング(2)
授業後にレポート課題を出す。レポートはそれぞれ課題ごとに指定の日付までに提出する。授業前に各自予習を行っておくこと。

•教科書
授業の進行に合わせ、講義資料を配布する。

•参考書
出版社:東京大学出版会
書名: スパコンを知る その基礎から最新の動向まで
著者:岩下武史、片桐孝洋、高橋大介
ISBN:9784130634557

教科書・参考書の別:参考書
出版社:東京大学出版会
書名: スパコンプログラミング入門-並列処理とMPIの学習-
著者:片桐孝洋

教科書・参考書の別:参考書
出版社:東京大学出版会
書名:並列プログラミング入門: サンプルプログラムで学ぶOpenMPとOpenACC
著者:片桐孝洋
ISBN:978-4130624565

教科書・参考書の別:参考書
書名:計算科学のための並列計算―大規模計算への第一歩―
著者:金田行雄・笹井理生監修・石井克哉編
ISBN:978-4-320-12269-7

•評価方法と基準
講義で与える課題のレポートの成績により評価する。達成目標に対する評価の重みは同等である。
レポートでは各課題について超高速並列計算機および並列プログラミングの説明と初歩的な並列プログラミングを作成の能力を評価する。

•履修条件・注意事項
履修条件は要さない。

【新型コロナウイルス感染症対応に係る授業の実施方針】
2020 年度春学期は講義・演習は基本的にすべてオンラインでの実施となる。4 月中は NUCT 上で講義資料を配布するので、各自自習を行うこと。今年度はスーパーコンピュータや PC を用いた演習は行わない。5/1 以降の講義の詳細については NUCT 上で後日連絡する。なお、講義資料についての質問はメールまたは NUCT 上のメッセージで随時受け付ける。また、授業日程については計算科学連携教育研究センターのウェブサイトに掲載する。http://ccs.engg.nagoya-u.ac.jp/fcs_hpc_2020.html

•質問への対応
各講義への質問は直接担当教員に聞くこと。

その他の問い合わせ先は

名古屋大学大学院工学研究科附属計算科学連携教育研究センター
http://ccs.engg.nagoya-u.ac.jp/
052-788-6215
連絡先メールアドレス: uneyama@mp.pse.nagoya-u.ac.jp

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