BAHÇEŞEHİR ÜNİVERSİTESİ BİLGİ PAKETİ / DERS KATALOĞU
| BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ (İNGİLİZCE, TEZSİZ) | |||||
| Yüksek Lisans | TYYÇ: 7. Düzey | QF-EHEA: 2. Düzey | EQF-LLL: 7. Düzey | ||
Ders Tanıtım Bilgileri
| Ders Kodu | Ders Adı | Yarıyıl | Teorik | Pratik | Kredi | AKTS |
| CMP5208 | GPUs ile Paralel Hesaplama | Güz Bahar |
3 | 0 | 3 | 12 |
| Bu katalog bilgi amaçlıdır, dersin açılma durumu, ilgili bölüm tarafından yarıyıl başında belirlenir. |
Temel Bilgiler
| Öğretim Dili: | Türkçe |
| Dersin Türü: | Departmental Elective |
| Dersin Seviyesi: | LİSANSÜSTÜ |
| Dersin Veriliş Şekli: | |
| Dersin Koordinatörü: | Dr. Öğr. Üyesi ECE GELAL SOYAK |
| Dersin Amacı: | Bu dersin amacı, paralel hesaplamayı ve GPU'lar gibi yüksek paralel işlemciler için uygulama geliştirmeyi tanıtmaktır. Sürücüsüz arabalar, makine öğrenimi ve artırılmış gerçeklik gibi gerçek dünya uygulamaları paralel hesaplama kullanımının başlıca örnekleridir. Ders, hesaplamalı düşünme, çeşitli paralellik biçimleri, programlama modelleri, görevleri paralel donanıma eşleme, veri yapılarını optimize etme, verimli paralel algoritmalar tasarlamak için paradigmalar üzerinde durmakta ve pratik uygulamaların vaka çalışmalarını içermektedir. |
Öğrenme Kazanımları
|
Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler; - Paralel programlama modellerini yüksek performanslı donanımlarda (ör. GPU) hesaplama görevleri için kullanabilme. - Paralel uygulamaların geliştirilmesi ve optimize edilmesi de dahil olmak üzere CUDA (NVIDIA işlemciler için) kullanarak GPU programlama konusunda uygulamalı deneyim kazanma. - Hesaplama açısından yoğun görevlerin performansını artırmak için verimli veri yapılarını ve paralel paradigmaları uygulama. - Paralel hesaplama teknolojilerini kullanarak çeşitli alanlardaki zorlukların üstesinden gelmek için paralel hesaplama uygulamalarının vaka çalışmalarını analiz etme ve değerlendirme. |
Dersin İçeriği
| Temel konular arasında grafik işlemciler için popüler programlama arayüzleri (NVIDIA GPU'ları için CUDA gibi), grafik işlemcilerin iç mimarisi ve bunun performans üzerindeki etkisi ve bu işlemciler üzerinde paralel algoritmaların uygulanması yer alacaktır. Kurs yaklaşık 29 dersten oluşmakta ve beş uygulamalı ödev ve bir final projesi de dahil olmak üzere önemli programlama görevleri içermektedir. |
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Konu | Ön Hazırlık |
| 1) | Paralel Hesaplama ve GPU Mimarisine Giriş; CUDA ve GPU programlama (NVIDIA GPU'lar) | |
| 2) | GPU Hızlandırmalı Veri Yapıları (örn. paralel listeler, kuyruklar, ağaçlar) | |
| 3) | CUDA'da Bellek Erişimini Optimize Etme; Önbellek optimizasyonu ve banka çakışmaları | |
| 4) | Gelişmiş CUDA Özellikleri: Akışlar, asenkron işlemler, olaylar ve zamanlama, hata işleme | |
| 5) | CUDA Programlama Temelleri; CUDA çekirdeğini uygulama, bellek erişim modellerini keşfetme | |
| 6) | GPU'larda Paralel Algoritmalar; indirgeme, tarama, sıralama ve matris işlemleri | |
| 7) | GPU Hızlandırmalı Veri Yapıları (örn. paralel listeler, kuyruklar, ağaçlar) | |
| 8) | Örnek Çalışma 1: GPU'larda Makine Öğrenimi; cuBLAS, cuDNN kütüphanelerini kullanarak GPU hızlandırma | |
| 9) | Örnek Çalışma 2: Görüntü işleme, nesne algılama ve hareket planlama için paralel programlama teknikleri | |
| 10) | Optimizasyon için Gelişmiş CUDA Teknikleri; doluluk, warp düzeyinde programlama ve komut düzeyinde optimizasyon. | |
| 11) | NVIDIA araçlarını (Nsight, Visual Profiler) kullanarak performans profili oluşturma ve darboğaz analizi | |
| 12) | Proje sunumları | |
| 13) | Proje sunumları |
Kaynaklar
| Ders Notları / Kitaplar: | |
| Diğer Kaynaklar: | D. Kirk and W. Hwu, Programming Massively Parallel Processors: A Handson Approach, Third Edition |
Değerlendirme Sistemi
| Yarıyıl İçi Çalışmaları | Aktivite Sayısı | Katkı Payı |
| Toplam | % | |
| YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTU KATKISI | % 0 | |
| YARIYIL SONU ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTUNA KATKISI | % | |
| Toplam | % | |
AKTS / İş Yükü Tablosu
| Aktiviteler | Aktivite Sayısı | Süre (Saat) | İş Yükü |
| Ders Saati | 14 | 3 | 42 |
| Proje | 1 | 35 | 35 |
| Ödevler | 3 | 12 | 36 |
| Final | 1 | 25 | 25 |
| Toplam İş Yükü | 138 | ||
Program ve Öğrenme Kazanımları İlişkisi
| Etkisi Yok | 1 En Düşük | 2 Düşük | 3 Orta | 4 Yüksek | 5 En Yüksek |
| Dersin Program Kazanımlarına Etkisi | Katkı Payı | |
| 1) | İleri düzey Bilgisayar Mühendisliği kavramlarını tanımlamak ve uygulamak | |
| 2) | Gelişmiş mühendislik problemlerini formüle edip çözmek | |
| 3) | İleri düzey matematik, fen ve mühendislik bilgisi gerçek promlemler üzerinde uygulamak. | |
| 4) | Araştırma projesi doğrultusunda literatürü dikkatlice gözden geçirip, kendi sonuçları ile önceki literatür arasında bağlantı kurmak | |
| 5) | Mühendislik alanındaki bilimsel araştırmaları yorumlayıp analiz etmek ve çalışma alanındaki bilgileri kullanmak | |
| 6) | Disiplinlerarası etkileşim bulunan araştırma takımlarında etkin şekilde çalışmak | |
| 7) | Bilimsel bilgiye ulaşmak | |
| 8) | Mevcut bilgiyi geliştirme yöntemleri bulmak | |
| 9) | Araştırma konusu ile ilgili fikir ve bulgularını sözlü ve yazılı olarak etkin şekilde ifade edebilmek | |
| 10) | Araştırma bulgularını seminer ve konferanslarda savunabilmek | |
| 11) | İlerleme raporlarını yayınlanmış doküman, tez, makalelere dayandırarak yazmak | |
| 12) | Profesyonel ve etik davranış sorumluluğu sergilemek | |
| 13) | Yeni profesyonel uygulamalar ve yetileri yorumlamak için farkındalık geliştirmek |