Técnicas para desenvolvimento e aceleração de códigos científicos Prof. Edson Borin Instituto de Computação Universidade Estadual de Campinas Raul Baldin Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Universidade Estadual de Campinas

Introdução

Esta página contém informações e material de suporte do minicurso "Técnicas para desenvolvimento e aceleração de códigos científicos", ministrado na 12^a edição do Programa de Verão do LNCC.

• Professores: Edson Borin (Unicamp), Raul Baldin (Unicamp)
• Carga Horária: 7:30h
• Período: 03/02/2014 a 07/02/2014
• Horário: segunda - terça - quarta - quinta - sexta de 09:00 hs às 10:30 hs
• Local: Laboratório 6

Sobre o Minicurso

Desde sua invenção, na década de 40, os computadores eletrônicos de propósito geral evoluíram significativamente e, além do aumento da frequência de operação, diversos mecanismos foram introduzidos para acelerar a execução dos programas. A introdução de caches, preditores de saltos, escalonadores de instruções dinâmicos entre outros permitiram um aumento exponencial contínuo do desempenho dos processadores. Entretanto, estes recursos criaram um abismo entre os modelos de programação existentes e a organização do hardware e tornaram o desenvolvimento de programas eficientes um desafio à parte em processadores modernos.

Este minicurso apresentará uma visão geral sobre a organização de computadores modernos bem como métodos e ferramentas para se analisar e melhorar desempenho de aplicações nestes computadores. Também serão demonstradas ferramentas que auxiliam o desenvolvimento e a manutenção dos códigos-fonte.

Agenda

Segunda	Terça	Quarta	Quinta	Sexta
Introdução	Perfilamento - Contagem de Tempo	Otimizações Simples / Compilação	Perfilamento - Detecção de Código Quente	GDB
Organização de Processadores Modernos	Otimização de Acesso a Dados	Bibliotecas Otimizadas	SVN+CMake	Valgrind
Introdução ao Laboratório		Vetorização de Código

Slides

• Segunda-feira: 00-minicurso-lncc14.pdf
• Terça-feira: 01-minicurso-lncc14.pdf
• Quarta-feira: 02-minicurso-lncc14.pdf
• Quinta-feira: 03-minicurso-lncc14.pdf e 03-minicurso-lncc14-SVN-CMake.pdf
• Sexta-feira: 04-minicurso-lncc14-GDB-Valgrind.pdf

Objetivos

Os objetivos destes minicurso são:

• Fornecer uma visão geral da organização de um sistema de computação moderno e como suas características afetam o desempenho de código científico.
• Apresentar ferramentas para analisar e melhorar o desempenho de código científico.
• Apresentar técnicas para acelerar código científico
• Apresentar e demonstrar o funcionamento de ferramentas para auxiliar no desenvolvimento e manutenção de código científico

Os conceitos serão exercitados através de atividades de laboratório.

Atividades de laboratório

• Introdução ao laboratório
• Blocagem de laços
• Bibliotecas otimizadas
• Vetorização de código
• Otimizações do Compilador
• Perfilamento de Código
• Depuração de código com GDB
• Detecção de vazamento de memória com Valgrind

Referências

• Hager, G. and Wellein, G. (2010). Introduction to High Performance Computing for Scientists and Engineers. CRC Press, Inc., Boca Raton, FL, USA, 1st edition.
• Eijkhout, V. (2011). Introduction to High Performance Scientific Computing. Disponível para download em http://www.tacc.utexas.edu/~eijkhout/istc/istc.html.
• Manual do CMake: http://www.cmake.org/cmake/help/documentation.html
• Manual do Valgrind: http://valgrind.org/docs/manual/index.html
• Manual do GDB: http://www.gnu.org/software/gdb/documentation/
• Manual do SVN: http://svnbook.red-bean.com/