Home > Kuliah, Pengolahan Paralel > Kuliah TKC242 Pengolahan Paralel TA-2012/2013

Kuliah TKC242 Pengolahan Paralel TA-2012/2013

Kredit:2 SKS Kuliah, 0 SKS Praktikum
Dosen:Eko Didik Widianto (Lab Embedded, Siskom Undip)
email: didik@at@undip(dot)ac(dot)id
Metode pembelajaran:tatap muka (2 x 50 menit), presentasi materi, diskusi, tugas, diskusi kelompok
Durasi:±14 Minggu

Jadwal (lihat jadwal lengkap)

  • tiap hari Kamis jam 7.50 – 09.30, ruang E202

Pengumuman

  • (03/03/13) Kuliah perdana akan dilakukan hari Kamis, 7 Maret 2013, jam 07.50-09.30 di E202

Deskripsi Kuliah
Mata kuliah TKC242 merupakan mata kuliah pilihan di Program Studi Sistem Komputer. Dalam kuliah TKC242  ini, mahasiswa akan belajar teknik-teknik pemrosesan paralel, meliputi konsep sistem komputer paralel, arsitektur, model dan pemrograman paralel untuk aplikasi komputasional. Pemrograman paralel untuk memecahkan problem matematis dilakukan untuk dijalankan di atas mesin paralel dengan arsitektur memori bersama (shared memory) dan arsitektur memori terdistribusi. Model pemrograman thread digunakan untuk mesin dengan arsitektur memori bersama, yaitu komputer multiprosesor simetrik (SMP,symmetric multiprocessor). Model pemrograman message passing (MP) digunakan di mesin dengan arsitektur memori terdistribusi.

Materi pembelajaran meliputi:

  1. Konsep pengolahan paralel: latar belakang kebutuhan, perbandingannya dengan pengolahan serial dalam memecahkan problem komputasional dan faktor speedup (hukum Amdahl) serta taksonomi pengolahan data/instruksi (Flynn);
  2. Arsitektur komputer paralel, meliputi arsitektur shared memory, distributed dan hybrid;
  3. Model pemrograman paralel berbasis thread dan message passing serta implementasinya masing-masing di arsitektur komputer paralel;
  4. Pemrograman paralel di komputer SMP menggunakan pustaka POSIX thread (pthread) dan OpenMP untuk memecahkan problem matematis, misalnya operasi perkalian matrik. Pemrograman paralel menggunakan model thread;
  5. Pemrograman paralel di sistem terdistribusi menggunakan model message passing dengan pustaka MPI (message passing interface);
  6. Performansi program paralelnya dalam hal speedup terhadap pengolahan serial;

Standar Kompetensi

Setelah menyelesaikan pembelajaran kuliah ini, mahasiswa akan mampu mendesain program paralel untuk memecahkan problem-problem matematis menggunakan konsep dan teknik pemrosesan paralel, yaitu:

  1. mampu membuat program paralel dengan model thread di sistem komputer SMP menggunakan POSIX thread dan OpenMP;
  2. mampu membuat program paralel dengan model message-passing di sistem terdistribusi menggunakan MPI;
  3. mampu untuk mengimplementasikan teknik-teknik pemrograman paralel untuk memecahkan problem komputasi;
  4. mampu menganalisis faktor speedup yang diperoleh dari program paralel tersebut;

Ketentuan dan Sistem Evaluasi

NoEvaluasiBobot
1Tugas30%
2Ujian Tengah Semester30%
3Ujian Akhir Semester
40%

Referensi:

  1. Technical Report No. UCB/EECS-2006-183: The Landscape of Parallel Computing Research: A View from Berkeley
  2. Message Passing Interface Forum, “MPI: A Message-Passing Interface Standard v2.2”, 2009
  3. Website:
    1. OpenMP resources: http://openmp.org/wp/resources/. Berisi tutorial, handout dan contoh pemrograman paralel menggunakan OpenMP;
    2. MPI Official website: http://www.mpi-forum.org/. Berisi dokumen standar dan guide untuk MPI;
    3. POSIX Threads Programming: https://computing.llnl.gov/tutorials/pthreads/
  4. Buku/Teksbook:
    1. David Culler J.P. Singh, “Parallel Computer Architecture: A Hardware/Software Approach”, Morgan Kaufmann, 1999
    2. Kai Hwang, Zhiwei Xu, “Scalable Parallel Computing: Technology, Architecture, Programming”, McGraw Hill, 1998
    3. Behrooz Parhami, “Introduction to Parallel Processing: Algorithms and Architectures”, Kluwer Academic Publishers, 2002

Satuan Acara Pengajaran (SAP)

Kegiatan kuliah direncanakan selama 14 kali pertemuan (lihatGBPP&SAP-TSK617-PengolahanParalel)

#BahasanReferensi
1Pengantar Pengolahan Paralel (update: 8/3/12)Kapasitas prosesor berdasarkan hukum Moore * Latar belakang perlunya riset dan teknik pengolahan paralel: manufacturability dan densitas power * Pengolahan serial vs paralel dan faktor speedup * Top500 high performance computer

Kompetensi Dasar/KD1:

  1. [C2] Mahasiswa akan mampu menjelaskan kapan pengolahan paralel diperlukan
  2. [C2] Mahasiswa akan mampu menjelaskan faktor speedup yang dapat diperoleh dari pemrograman paralel sesuai hukum Amdahl
2Konsep Dasar Pengolahan Paralel (Update: 13/3/2012)Definisi pengolahan paralel * Sumber-sumber daya komputer paralel beserta karakteristiknya * Kebutuhan pengolahan paralel untuk computional science * Contoh sistem pengolahan paralel yang ada saat ini * Taksonomi Flynn: SISD, MISD, SIMD dan MIMD * Arsitektur Komputer Paralel: Shared memory, distributed dan hybrid

Kompetensi Dasar/KD2:

  1. [C2] Mahasiswa akan mampu menjelaskan karakteristik sistem dan pengolahan paralel
  2. [C2] Mahasiswa akan mampu menyebutkan contoh sistem yang menggunakan pengolahan paralel dan menjabarkan faktor apa saja yang melatarbelakanginya
  3. [C2] Mahasiswa akan mampu mengklasifikasikan suatu sistem paralel berdasarkan taksonomi Flynn
  4. [C2] Mahasiswa akan mampu menjelaskan arsitektur memori paralel dan karakteristiknya meliputi shared memory, distributed dan hybrid
3Model Pemrograman Paralel (Update: 15/3/2012)Model shared memory * Model thread * Proses dan thread * Model message passing

Kompetensi Dasar/KD4:

  1. [C2] Mahasiswa akan mampu menjelaskan model-model pemrograman, yaitu shared memory, thread dan message-passing
  2. [C2] Mahasiswa akan mampu menjabarkan trade-off dari penggunaan ketiga model pemrograman tersebut
4Pemrograman Multi-Thread di Arsitektur Memori Shared (Update: 2/4/2012)Proses dan memori * Memori shared dan pemrograman * Thread * Posix Thread dan OpenMP

Kompetensi Dasar/KD5:

  1. [C2] Mahasiswa akan mampu menjabarkan karakteristik pemrograman paralel menggunakan thread secara tepat
  2. [C2] Mahasiswa akan mampu membedakan model pemrograman menggunakan pustaka di pthread dan menggunakan compiler-directive di OpenMP
5,6, 7Pemrograman POSIX thread Part#1, Part#2)Pthread * API pthread * Manajemen thread: create, passing argument, join, detach, manajemen stack * Mutex * Variabel kondisional

Kompetensi Dasar/KD5,6,7:

  1. [C3] Mahasiswa akan mampu mengaplikasikan rutin-rutin pustaka pthread untuk memprogram paralel berbasis thread
  2. [C4] Mahasiswa akan mampu memprogram suatu aplikasi berbasis pthread sesuai dengan kebutuhan desain
8,9,10Pemrograman OpenMP (Part#1, Part#2Part#3 )Dasar-dasar OpenMP * Membuat thread * Sinkronisasi * Loop paralel * Environment data * For dan section * Model memori

Kompetensi Dasar / KD8,9,10:

  1. [C3] Mahasiswa akan mampu membuat program paralel dari program serial menggunakan compiler-directive dan pustaka-pustaka OpenMP
  2. [C5] Mahasiswa akan mampu memprogram suatu aplikasi komputasi matrik menggunakan OpenMP serta menghitung faktor speedupnya
11, 12,13,14Pemrograman dengan Message Passing Interface (MPI)(part#1, part#2)Distributed Memory Multiprocessor * Topologi jaringan * Message Passing * Istilah dan konvensi MPI * Komunikasi point-to-point * Komunikasi blocking dan non-blocking * Data type * Komunikasi kolektif * Grup, konteks, komunikator dan caching * Topologi proses * Manajemen environment MPI * Pembuatan dan manajemen proses * Komunikasi satu-sisi * I/O * Antarmuka profiling

Kompetensi Dasar/ KD11,12,13,14:

  1. [C2] Mahasiswa akan mampu menjelaskan arsitektur memori terdistribusi dan model pemrograman dengan message-passing
  2. [C3] Mahasiswa akan mampu membuat mengaplikasikan rutin pustaka MPI untuk membuat program paralel di atas sistem terdistribusi
  3. [C5] Mahasiswa akan mampu memprogram suatu aplikasi komputasi matrik menggunakan MPI sesuai dengan spesifikasi desain serta menghitung faktor speedupnya

Lain-lain
Perubahan jadwal, tugas, nilai dan informasi lain akan diumumkan di halaman ini dan facebook.

File presentasi pdf dibangkitkan menggunakan program Lyx dengan kelas dokumen powerdot dan beamer (style Marburg). Pembuatan dokumen dilakukan di sistem operasi Linux uBuntu Lucid.

  1. No comments yet.
  1. No trackbacks yet.
*

This blog is kept spam free by WP-SpamFree.

Skip to toolbar