Paralelné programovanie

Sylabus predmetu

1. Úvodná časť sa venuje pojmu algoritmu a programovacím jazykom ako základným nástrojom riešenia problémov v informatike. Zdôrazňuje sa vzťah medzi algoritmom, programom a výpočtovým procesom. 2. Predmet uvádza programovanie v jazyku Python so zameraním na základné dátové typy. Rozoberajú sa premenné, vstavané dátové štruktúry a ich praktické využitie pri tvorbe programov. 3. Pozornosť sa venuje objektovo orientovanému programovaniu v jazyku Python. Vysvetľujú sa pojmy trieda, objekt, zapúzdrenie, dedičnosť a polymorfizmus v kontexte návrhu softvéru. 4. Rozoberá sa paradigma konkurentného a paralelného programovania z pohľadu teoretickej a aplikovanej informatiky. Zdôrazňuje sa rozdiel medzi konkurenciou a paralelizmom. 5. Obsahom sú prínosy a riziká konkurentných a paralelných algoritmov. Pozornosť sa venuje výkonnostným aspektom, zložitosti riešení a možným chybám pri návrhu algoritmov. 6. Predmet sa zaoberá manažmentom pamäte v paralelných a konkurentných algoritmoch. Rozoberajú sa problémy zdieľanej pamäte, konzistencie dát a riadenia prístupu. 7. Pozornosť sa venuje vláknam, procesom a mechanizmom synchronizácie. Vysvetľuje sa použitie zámkov a ich význam pri koordinácii súbežného vykonávania. 8. Rozoberá sa využitie knižníc jazyka Python pre konkurentné a paralelné algoritmy. Zdôrazňuje sa ich praktické použitie pri implementácii paralelných riešení. 9. Predmet sa venuje komunikácii medzi procesmi a vláknami. Vysvetľujú sa mechanizmy výmeny dát a synchronizácie v konkurentnom prostredí. 10. Obsahom je problematika deadlocku a jeho dôsledkov. Rozoberajú sa príčiny vzniku deadlocku a návrhy riešení na jeho prevenciu a odstránenie. 11. Pozornosť sa venuje paralelnému programovaniu s využitím grafických procesorov. Vysvetľujú sa základné princípy GPU paralelizmu a oblasti jeho využitia. 12. Predmet sa zaoberá paralelnými architektúrami a ich vlastnosťami. Rozoberajú sa rôzne architektonické prístupy a ich vplyv na návrh algoritmov. 13. Záverečná časť sa zameriava na implementáciu paralelizmu v programovacom jazyku Python. Zdôrazňuje sa praktická aplikácia paralelných techník pri vývoji softvéru.