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ADMISSION ENQUIRY - 2024
High Performance Computing
GANPAT UNIVERSITY |
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FACULTY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY |
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Programme |
Bachelor of Technology |
Branch/Spec. |
Computer Science & Engineering (CBA/BDA) |
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Semester |
VI |
Version |
1.0.0.0 |
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Effective from Academic Year |
2022-23 |
Effective for the batch Admitted in |
June 2021 |
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Subject code |
2CSE60E25 |
Subject Name |
High Performance Computing |
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Teaching scheme |
Examination scheme (Marks) |
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(Per week) |
Lecture (DT) |
Practical (Lab.) |
Total |
CE |
SEE |
Total |
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L |
TU |
P |
TW |
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Credit |
3 |
0 |
1 |
0 |
4 |
Theory |
40 |
60 |
100 |
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Hours |
3 |
0 |
2 |
0 |
5 |
Practical |
30 |
20 |
50 |
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Pre-requisites: |
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Students should have knowledge of the following concepts to learn this subject. Operating System, Computer Organization and Architecture, Microprocessor and Architecture, Data structure and algorithms. |
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Objectives of the Course: |
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Theory syllabus |
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Unit |
Content |
Hrs |
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1 |
Parallel Programming & Computing - Introduction Era of Computing, Parallel Computing, Multiprocessors and Multicomputer Architectures, Scalar VS Vector Processing, Multivector and Superscalar Machines, Pipelined Processors, SIMD Computers, Conditions of parallelism, Program flow mechanisms, Types of Parallelism – ILP, PLP, LLP, Program Partitioning and scheduling. |
8 |
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2 |
Introduction to High Performance Computing Era of Computing, Scalable Parallel Computer Architectures, towards low-cost computing, Network of Workstations project by Berkeley, Cluster Computing Architecture, Components, Cluster Middleware and SSI, Need of Resource Management and Scheduling, Programming Environments |
7 |
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3 |
Cluster Computing Clustering Models, Clustering Architectures, Clustering Architectures key factors, types of clusters, Mission critical Vs Business Critical Applications, Fault Detection and Masking Algorithms, Check pointing, Heartbeats, Watchdog Timers, Fault recovery through Failover and Failback Concepts |
8 |
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4 |
High Speed Networks & Message Passing Introduction to High-Speed Networks, Lightweight Messaging Systems, Xpress Transport Protocol, Software RAID and Parallel File systems, Load Balancing Over Networks – Algorithms and Applications, Job Scheduling approaches and Resource Management in Cluster |
7 |
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5 |
CUDA Programming: Introduction to CUDA architecture for parallel processing, CUDA Parallelism Model, Foundations of Shared Memory, Introduction to CUDA-C, Parallel programming in CUDA-C, Thread Cooperation and Execution Efficiency, Constants memory and events, memory management, CUDA C on multiple GPUs, Hashing and Natural Parallelism, Scheduling and Work Distribution, Atomics, Barriers and Progress, Transactional Memory |
10 |
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6 |
Open CL Programming Introduction to OpenCL, OpenCL Setup, Basic OpenCL, Advanced OpenCL |
3 |
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7 |
Shared-memory programming OpenMP: Introduction to OpenMP, Parallel Programming using OpenMP |
2 |
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Self-Study: |
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Case study
|
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Practical content |
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Practicals will be based on topics like MPI, HA cluster, HP cluster, Job Scheduler. |
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Mooc Courses |
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Link: https://nptel.ac.in/courses/106/108/106108055/
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Text Books |
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1 |
Rajkumar, High Performance Cluster Computing: Architectures and Systems, Vol. 1 Pearson Education |
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2 |
Georg Hager and Gerhard Wellein, Introduction to High Performance Computing for Scientists and Engineers, CRC Press |
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Reference Books |
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1 |
Kai Hwang, Advanced Computer Architecture: Parallelism, Scalability, Programmability, McGraw Hill International Editions |
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Course Outcomes: |
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COs |
Description |
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CO1 |
Understand High Performance Computing (HPC) system architectures and various computational models. |
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CO2 |
Learn basics of CUDA programming. |
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CO3 |
Apply parallel execution models and methodologies for parallel programming and parallel applications development. |
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CO4 |
Design and implement compute intensive applications on HPC platform. |
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Mapping of CO and PO:
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