High performance computing ve fyzice

Sylabus

1. Co je to tzv. High Performance Computing, Historie, rozvoj národního superpočítačového centra IT4Innovations, CPU platformy X86 vs. GPU, co je kompilátor, paralellizace

2. Základní příkazy OS unixu, editace souboru např. pomocí editoru Nano, atd.

3. Plánovač, Systém modulů, základy práce s plánovačem úloh (Slurm, PBSPro), atd. grafické vizualizace, detekce různých výpočetních uzlů, atd.

4. Výpočetní fronty klastru, rozdílnost uzlů na klastrech, projektová alokace, počítání užitých výpočetních prostředků, limit front atd.

5. Systém pro budování softwaru Easybuild a jeho kontrola. Využití skupin pro vzájemne užití kompilace ve skupione, vytvořenní modulů z již hotové kompilace a další.

6. Knihovny pro matematické operace (lineární algebra) LAPACK, BLAS, atd.

7. Základy jazyku Fortran

8. Makefile, kompilace kódu (např. Fortran), změna a linkování, statické vs. dynamické.

9. Základ scriptovacího jazyka bash, cykly for, while, základní matematické operace.

10. Profilace kódu 11 -14 i) Praktická část - Quantum-Mechanické Kalkulace Elektronové struktury (ES) jednoduchým materiálů (elementů), equlibrium mřížkový parametr, bulk modulus, demonstrace síly predikce materiálových vlastností ze znalosti ES pomocí kvantové mechaniky. Možnost zahrnout problém navrhnutý studenty.

Anotace

High performance computing ve fyzice. Obecná pravidla, základní postupy jak pracovat s prostředím, které je na

českém národním superpočítačovém centru (IT4Innovations), a podobných centrech. Příprava výpočetně náročných úloh (optimalizace, paralelizace), spouštění úloh na výpočetních klastrech a další praktické aspekty.

Pro bc. studenty fyzikálních oborů . Předpokladem je schopnost základní práce se systémy Unix/Linux.