Grundlagen der parallelen Programmierung mit CUDA, OpenMP und MPI

Mit zunehmenden Datenmengen und Rechenanforderungen reicht die Standard-Sequenzprogrammierung nicht mehr aus, um die Leistung moderner Hardware zu maximieren.Das Verständnis, wie Mehrkernprozessoren und Grafikkarten genutzt werden können, ist für die Entwicklung leistungsstarker Anwendungen unerlässlich. Dieser textbasierte Kurs führt Sie durch die grundlegenden Konzepte des Parallel Computing und führt sie vom Schreiben von Single-Thread-Programmen zur Entwicklung von optimierten Multi-Threading- und verteilten Systemen.Sie lernen, Aufgaben effizient zu teilen und die Leistung von CPUs und GPUs zu nutzen. Was Sie lernen werden: - Verstehen Sie die grundlegenden Prinzipien von parallelen Architekturen, gemeinsam genutztem Speicher und verteilten Speichersystemen. - Schreiben Sie Multi-Thread-CPU-Anwendungen mit OpenMP-Compiler-Direktiven für eine schnelle Parallelisierung. - Entwickeln Sie verteilte Speicherprogramme mit MPI, um die Kommunikation über mehrere Rechenknoten hinweg zu ermöglichen. - Programmieren Sie Grafikprozessoren mit CUDA, um datenintensive Algorithmen zu beschleunigen. - Analysieren und optimieren Sie parallelen Code, um Engpässe zu identifizieren und die Hardwareauslastung zu maximieren. - Wenden Sie moderne C++-Ausführungsrichtlinien und Hybrid-Programmierkonzepte für sauberen, zukunftssicheren Code an. Der Kurs beginnt mit der wesentlichen Terminologie und den theoretischen Grundlagen paralleler Architekturen und führt Sie dann durch strukturierte, textbasierte Module zu OpenMP, MPI und CUDA, unterstützt durch konzeptionelle Erklärungen und klare, schrittweise Code-Durchläufe. Dieser Kurs richtet sich an Softwareentwickler, Studenten und Technologie-Enthusiasten, die sich erstmals mit paralleler Programmierung beschäftigen.Ein grundlegendes Verständnis der C- oder C++-Programmierung wird empfohlen, aber es sind keine Vorkenntnisse im Hochleistungsrechnen erforderlich. Beginnen Sie noch heute mit dem Lesen, um das volle Rechenpotenzial moderner Hardware freizuschalten.