Parallel Processing(INF447)
| Course Code | Course Name | Semester | Theory | Practice | Lab | Credit | ECTS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| INF447 | Parallel Processing | 8 | 3 | 0 | 0 | 3 | 4 |
| Prerequisites | INF334 |
| Admission Requirements | INF334 |
| Language of Instruction | |
| Course Type | Elective |
| Course Level | Bachelor Degree |
| Course Instructor(s) | B. Atay ÖZGÖVDE aozgovde@gsu.edu.tr (Email) |
| Assistant | |
| Objective |
This course aims to present the basic principles of parallel processing from an academic and engineering perspective. Acquires necessary algorithmic approaches to do parallel programming. Experience parallel processing by programming on a multi-computer infrastructure. This course also provides the necessary opportunities for students to internalize the concepts and methods presented in the course through multi-stage projects and assignments. |
| Content |
Week 1 "Introduction to parallel computing. Parallel computing motivation and applications. Examination of parallel platform models " Week 2 "Physical organization on parallel platforms, network connections. Static and dynamic network connections." Week 3 Fundamentals of parallel algorithm design, task decomposition Week 4 Fundamentals of Parallel Algorithm design, dependency graphs, load balancing 5th week Performance criteria and evaluation in parallel processing 6. Week Extremely Parallel Computing 7. Week Parallelization of sorting algorithms 8. Week Midterm Exam 9. Week Parallel architecture with message transmission 10. Week Introduction of MPI standards and basic MPI library functions, transfer of sample programs 11th week Introduction of advanced MPI library functions and demonstration of sample programs Week 12 Alternative approaches: Systems with shared memory 13. Week GPU-based parallel processing methods 14. Week Advanced topics in parallel processing |
| Course Learning Outcomes |
Students who successfully complete this course: 1. Can explain the structure and design principles of parallel processing systems. 2. Will be able to design the solutions of the basic problems frequently encountered in the computer engineering curriculum according to the parallel processing theory. 3. Develop parallel processing application in message transmission parallel processing architecture. 4. Have the necessary equipment for parallel algorithm design. |
| Teaching and Learning Methods | Oral presentation, discussion, question-answer |
| References |
1. Lecture notes 2. Wilkinson and Allen "Parallel Programming: Techniques and Applications Using Networked Workstations and Parallel Computers" 2nd Edition, Prentice Hall |
Theory Topics
| Week | Weekly Contents |
|---|---|
| 1 | ntroduction to parallel computing. Parallel computing motivation and applications. Examination of parallel platform models |
| 2 | Physical organization on parallel platforms, network connections. Static and dynamic network connections |
| 3 | Fundamentals of parallel algorithm design, task decomposition |
| 4 | Fundamentals of Parallel Algorithm design, dependency graphs, load balancing |
| 5 | Performance criteria and evaluation in parallel processing |
| 6 | Embrassingly Parallel Computing |
| 7 | Midterm Exam |
| 8 | Parallel architecture with message transmission |
| 9 | Introduction of MPI standards and basic MPI library functions, transfer of sample programs |
| 10 | Introduction of advanced MPI library functions and demonstration of sample programs |
| 11 | Alternative approaches: Systems with shared memory |
| 12 | Parallelization of sorting algorithms |
| 13 | GPU-based parallel processing methods |
| 14 | Advanced topics in parallel processing |
Practice Topics
| Week | Weekly Contents |
|---|
Contribution to Overall Grade
| Number | Contribution | |
|---|---|---|
| Contribution of in-term studies to overall grade | 6 | 60 |
| Contribution of final exam to overall grade | 1 | 40 |
| Toplam | 7 | 100 |
In-Term Studies
| Number | Contribution | |
|---|---|---|
| Assignments | 4 | 20 |
| Assignments | 3 | 30 |
| Presentation | 0 | 0 |
| Midterm Examinations (including preparation) | 1 | 20 |
| Project | 0 | 0 |
| Laboratory | 0 | 0 |
| Other Applications | 0 | 0 |
| Quiz | 0 | 0 |
| Quiz | 4 | 10 |
| Term Paper/ Project | 0 | 0 |
| Term Paper/ Project | 1 | 20 |
| Portfolio Study | 0 | 0 |
| Reports | 0 | 0 |
| Learning Diary | 0 | 0 |
| Thesis/ Project | 0 | 0 |
| Seminar | 0 | 0 |
| Other | 0 | 0 |
| Toplam | 13 | 100 |
| No | Program Learning Outcomes | Contribution | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Matematik, fizik ve mühendislik bilimlerine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, mühendislik problemlerinin modellenmesi ve çözümünde kullanabilme becerisi. | X | ||||
| 2 | Karmaşık bilgisayar mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi. | X | ||||
| 3 | Yazılımsal veya donanımsal karmaşık bir sistemi, süreci veya donanımı gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. | X | ||||
| 4 | Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. | X | ||||
| 5 | Analitik düşünce ile bir sistemi, sistem bileşenini ya da süreci analiz etme, modelleme, deney tasarlama ve yapma, veri toplama, çözüm algoritmaları üretebilme, uygulamaya alma ve geliştirme becerileri. | X | ||||
| 6 | Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi. | X | ||||
| 7 | Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az iki yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, yazılım ve donanım tasarımını, gerekirse teknik resim metotları kullanarak raporlayabilme, etkin sunum yapabilme becerisi. | X | ||||
| 8 | Bilgiye erişebilme ve bu amaçla kaynak araştırması yapabilme, veri tabanları ve diğer bilgi kaynaklarını kullanabilme becerisi | X | ||||
| 9 | Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; kendini sürekli yenileme becerisi. | X | ||||
| 10 | Mesleki etik ilkelerine uygun davranma, mesleki sorumluluk bilinci; mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi. | X | ||||
| 11 | Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi. | X | ||||
| 12 | Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi. | X | ||||
| 13 | Bilgisayar mühendisliği uygulamalarının hukuki ve etik boyutları konusunda farkındalık. | X | ||||
| Activities | Number | Period | Total Workload |
|---|---|---|---|
| Class Hours | 14 | 3 | 42 |
| Working Hours out of Class | 14 | 1 | 14 |
| Assignments | 3 | 4 | 12 |
| Midterm Examinations (including preparation) | 1 | 10 | 10 |
| Project | 1 | 10 | 10 |
| Final Examinations (including preparation) | 1 | 12 | 12 |
| Quiz | 4 | 1 | 4 |
| Total Workload | 104 | ||
| Total Workload / 25 | 4,16 | ||
| Credits ECTS | 4 | ||