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Cours scientifique - MAE31 : Module Electif - Calcul scientifique à haute performance

Domaine > Analyse et Calcul Scientifique, Probabilités et Statistiques, Optimisation, Recherche opérationnelle et Commande, Mathématiques et leurs applications.

Descriptif

Le calcul à haute performance (HPC) est aujourd'hui un outil essentiel dans la recherche et l'industrie pour résoudre une large gamme de problèmes d'ingénierie (ex. en aéronautique, énergie, électronique, environnement, etc). Les ressources de calcul croissantes permettent de traiter des problèmes scientifiques de plus en plus complexes, mais les algorithmes et les codes doivent être conçus en tenant compte des spécificités des machines afin tirer parti au maximum de leur puissance de calcul.

Ce cours offre un aperçu de techniques de programmation (ex. libraires scientifiques, programmation parallèle à mémoire partagée, profiling) et d’algorithmes du calcul scientifique à haute performance (ex. génération de maillage, manipulation des graphes, méthodes d'éléments finis discontinus). Une large partie du cours est consacrée aux projets de programmation.

Objectifs pédagogiques

Être capable de programmer efficacement des algorithmes scientifiques sur des processeurs multi-cœurs strandards;

Être capable d'analyser :
- la pertinence d'algorithmes scientifiques pour du calcul à haute performance ;
- les performances et les résultats d'un code de calcul optimisé.

Pour les étudiants du diplôme Master 1 Mathématiques et Applications - site Orsay

Notions d'algorithmique.
Commandes Unix de base.
Programmation en C ou C++.

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole nationale supérieure de techniques avancées

Notions d'algorithmique.
Commandes Unix de base.
Programmation en C ou C++.

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme Master 1 Mathématiques et Applications - site Orsay

Vos modalités d'acquisition :

Projets de programmation + Examen écrit

Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 7
  • le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
    7 ≤ note initiale < 10
L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 4 ECTS

Le coefficient de l'UE est : 4

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole nationale supérieure de techniques avancées

Vos modalités d'acquisition :

Projets de programmation + Examen écrit

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6
  • le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
    6 ≤ note initiale < 10
L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 3 ECTS

Le coefficient de l'UE est : 3

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

L'UE est évaluée par les étudiants.

Programme détaillé

• Initiation au HPC et à la programmation parallèle à mémoire partagée ;
• Techniques de programmation et analyse de performance (ex. libraires scientifiques, vectorisation, programmation parallèle à mémoire partagée avec OpenMP, profiling, ...) ;
• Algorithmes du calcul scientifique pour la résolution de problèmes coûteux (ex. BLAS, génération de maillages, graphes, arbres couvrants, éléments finis discontinus) ;
• Entraînement à l'implémentation efficace (de la méthode mathématique au code de calcul optimisé) à travers les projets.

Mots clés

Simulation numérique; Calcul scientifique; Programmation parallèle; OpenMP; HPC

Méthodes pédagogiques

Cours magistraux, travaux dirigés et projets de programmation
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