Kratki kurs: Uvod u OpenMP programiranje

Short Course Description

OpenMP (Open Multi-Processing) je široko korišćen API za paralelno programiranje zajedničke memorije, omogućavajući programerima da pišu efikasne i skalabilne paralelne aplikacije za procesore sa više jezgara. Ovaj kurs je dizajniran da uvede osnove OpenMP programiranja, pružajući vještine za efikasno korištenje arhitekture dijeljene memorije. Kroz kombinaciju teoretskih sesija i praktičnih vježbi, učesnici će naučiti kako da paraleliziraju svoje aplikacije koristeći OpenMP direktive, konstrukcije za dijeljenje posla, mehanizme sinhronizacije i tehnike optimizacije performansi. Bilo da ste novi u paralelnom programiranju ili želite da poboljšate svoju stručnost, ovaj kurs nudi sveobuhvatan uvod u OpenMP za sisteme dijeljene memorije.

Sadržaj kursa

Day 1: Fundamentals of OpenMP Programming

• Sesija 1: Uvod u paralelno računarstvo i osnove OpenMP-a
  • Pregled koncepta paralelnog računarstva
  • Uvod u arhitekture dijeljene memorije
• Sesija 2: Paralelizacija koda sa OpenMP direktivama
  • Osnovna OpenMP sintaksa i direktive (#pragma omp)
  • Paralelne regije i kreiranje niti
  • Praktični primjeri osnovne paralelizacije
• Sesija 3: Konstrukcije dijeljenja posla u OpenMP-u
  • for petlje i raspodjela zadataka među nitima
  • Odjeljci i pojedinačne direktive za podelu radnog opterećenja
  • Praktične vježbe o konstrukcijama podjele rada
• Sesija 4: Sinhronizacija i dijeljenje podataka u OpenMP-u
  • Razumijevanje zajedničkih i privatnih varijabli
  • Sinhronizacijski konstrukti: kritični, atomski, barijere itd.
  • Izbjegavanje uvjeta utrke i zastoja

Dan 2: Napredne tehnike i optimizacija

• Sesija 1: Napredne karakteristike OpenMP-a
  • Ugniježđeni paralelizam i dinamičko upravljanje nitima
  • Model zadatka u OpenMP-u (`task` and `taskwait`) 
• Sesija 2: Podešavanje performansi i balansiranje opterećenja
  • Profilisanje OpenMP aplikacija za uska grla u performansama
  • Politike planiranja: statičko, dinamičko, vođeno zakazivanje
• Sesija 3: Otklanjanje grešaka i rukovanje greškama u OpenMP programima
  • Uobičajene tehnike otklanjanja grešaka za programe zajedničke memorije
  • Alati za otklanjanje grešaka (npr. GDB) i otkrivanje grešaka tokom izvođenja
• Sesija 4: Studije slučaja i najbolje prakse u OpenMP programiranju
  • Realni primjeri OpenMP aplikacija u različitim domenima
  • Pisanje skalabilnog i održivog koda koristeći najbolje prakse

Ishodi učenja

Do kraja ovog kursa polaznici će moći:

• Shvate principe paralelizma dijeljene memorije i ulogu OpenMP-a u sistemima s više jezgara.
• Pišu paralelne programe koristeći OpenMP direktive za distribuciju zadataka i sinhronizaciju.
• Identifikuju i riješite uobičajene probleme kao što su uvjeti utrke, zastoji i uska grla u performansama.
• Koriste napredne funkcije kao što su ugniježđeni paralelizam, zadaci i dinamičko zakazivanje za složene aplikacije.
• Optimizuju aplikacije dijeljene memorije za poboljšane performanse uz pridržavanje najboljih praksi u dizajnu koda.