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開講予定のシラバス(学部3年生)

平成27年度
分野系列  -
開講年度  2015
授業科目名  GPGPU基礎工学
科目名(フリガナ)  GPGPUキソコウガク
授業科目英文名  GPGPU Basic Programming
授業形態  講義
単位数  2単位
開講学期  2学期
担当教員  出川 智啓、中川 匡弘
主担当者(フリガナ)  デガワ トモヒロ ナカガワ マサヒロ
教員室または連絡先  -
授業目的
および
達成目標
 [教育目的]
 該博な研究分野に係る計算機シミュレーシヨンで最近注目されているGPGPU(General Purpose GPU)を教材として取り上げ、学際的な分野における先端シミュレーションに係るGPUの基礎的なアーキテクチャを理解する。実装例として、金融工学における株価シミュレーション、材料や生物工学で注目されている分子動力学におけるイオン配置の高速シミュレーション、数値流体力学、画像の可視化などを紹介する。
また、GPUだけでなく、現在のCPUの高速化技術について、ハードウェアーの側面より修得し、並列計算の概念と実装について、ソフトウェアの側面からも理解を深める。さらに、汎用性の高いGPGPUのプログラム環境(CUDA, OpenOL)の基礎的な利用方法についても修得し、多岐に亘る分野に適用可能なスキル修得のための該博なGPGPUの基礎知識を体得する。

 [教育目標]
 A.広い視野の育成と認識
 E.専門基礎能力
 F.創造力、判断力
 G.指導的な技術科学実践者の資質

 [達成目標]
 1.GPUのハードウェア・アーキテクチャを理解し、CPUのアーキテクチャとの違いを説明できる
 2.プロセッサの高遠化技術を理解し、プログラム内の処理と対応付けて説明できる
 3.並列計算の概念を理解し、プログラミングの際に適切な並列計算のモデルを選択できる
 4.並列計算のプログラム作成技術を修得し、簡単な並列プログラムを作成・コンパイル・実行し、性能を評価できる
 5.GPGPUのプログラム構造を理解し、並列化の概念をCPUの 並列化と対応付けて説明できる。 
 6.GPGPUのプログラム作成技術を修得し、簡単なプログラムを作成・コンパイル・実行し、性能を評価できる
授業キーワード  GPGPU、高速化技術、マルチコアプロセッサ、数値流体力学、画像処理、並列計算、金融工学、分子動力学
授業内容
および
授業方法
 学際的・複合的分野における先端的なシミュレーション技術について解説し、HPC、GPU、GPGPUの歴史を解説する。特に、現在GPUで行われている各種シミュレーション、数値流体力学分野、画像処理分野、金融工学分野、生化学分野での応用例を紹介する。 GPUのアーキテクチャなどを解説し、プロセッサのアーキテクチャや高速化技術についても講述する。
 また、プログラムの並列化技術について、現在主流となっている、プロセスを複数使用する技術とスレッド複数使用する技術について解説し、実装するための環境についても解説を行う。その後、 GPGPUプログラミングの基礎となる、プログラム構造、メモリ階層、開発環境について講義する。
授業項目  1.学際的分野における先端シミュレーション技術の歴史
 2.HPCとGPGPUの歴史
 3.GPUクラスタ止でのプログラミング(OUDA)
 4.CPUのアーキテクチャ
 5.ハードウェアによるCPUの高速化技術
 6.ソフトウェアによるCPUの高速化技術
 7.シングルコアとマルチコア
 8.並列計算の概念(プロセスとスレッド) 
 9.GPUのアーキテクチャ
10.GPGPUのプログラム構造
11.GPUでの並列プログラミング(ベクトル和)
12.GPUのメモリ階層
13.GPUによる画像処理
14.GPGPU組込開発環境
15.GPGPUの開発環境(OpenCL)
教科書  特になし。

※授業毎に授業で用いるスライドのpdfファイルやプログラムのソースコードを配布する。
その他、授業内容に応じて必要な資科を配付する。
参考書 ・はじめてのCUDAプログラミング 青木尊之 額田彰 工学社
・CUDA BY EXAMPLE汎用GPUプログラミング
JasonSanders、Edward Kandrot インプレスジャパン
・GPUプログラミング入門−CUDA5による実装 伊藤智義 講談社
・Open CL入門−マルチコアOPU・GPUのための並列プログラミング 土山了士他 インプレスジャパン
成績の
評価方法と
評価項目
 出席状況、2回のテスト(中間、期末)を行い、それらの平均点で評価して、60点以上を合格とする。
 理由のない授業の欠席(4回以上)や試験の未受験、課題レポートの未提出があった場合は成績を評価しない。
留意事項  -
参照
ホームページ名称
およびアドレス
 -

平成26年度
分野系列  -
開講年度  2014
授業科目名  GPGPU基礎工学
科目名(フリガナ)  GPGPUキソコウガク
授業科目英文名  GPGPU Basic Programming
授業形態  講義
単位数  2単位
開講学期  2学期
担当教員  出川 智啓、中川 匡弘
主担当者(フリガナ)  デガワ トモヒロ ナカガワ マサヒロ
教員室または連絡先  -
授業目的
および
達成目標
 [教育目的]
 該博な研究分野に係る計算機シミュレーシヨンで最近注目されているGPGPU(General Purpose GPU)を教材として取り上げ、学際的な分野における先端シミュレーションに係るGPUの基礎的なアーキ子クチャを理解する。実装例として、金融工学における株価シミュレーション、材料や生物工学で注目されている分子動力学におけるイオン配置の高速シミュレーション、数値流体力学、画像の可視化などを紹介する。
また、 GPUを元に、現在のプロセッサの高速化技術について、ハードウェアの側面より修得し、並列計算の概念と実装について、ソフトウェアの側面からも理解を深める。さらに、汎用性の高いGPGPUのプログラム環境(CUDA,Open CL)の基礎的な利用方法についても修得し、多岐に亘る分野に適用可能なスキル修得のための該博なGPGPUの基礎知識を体得する。

 [教育目標]
 A.広い視野の育成と認識
 E.専門基礎能力
 F.創造力、判断力
 G.指導的な技術科学実践者の資質

 [達成目標]
 1.GPUのハードウェア・アーキテクチャの理解
 2.プロセッサの高速化技術の理解
 3.並列計算の概念の理解
 4.並列計算のプログラム作成技術の習得
 5.GPGPUのプログラム構造の理解
 6.GPGPUのプログラム作成技術の修得
授業キーワード  GPGPU、高速化技術、マルチコアプロセッサ、金融工学
分子動力学、数値流体力学、画像処理、並列計算
授業内容
および
授業方法
 学際的・複合的分野における先端的なシミュレーション技術について解説し、HPC、GPU、GPGPUの歴史を解説する。特に、現在GPUで行われている各種シミュレーション、金融工学分野、生化学分野、数値流体力学分野、画像処理分野での応用例を紹介する。GPUのアーキテクチャなどを解説し、プロセッサのアーキテクチャや高速化技術についても講述する。
また、プログラムの並列化技術について、現在主流となっている、プロセスを複数使用する技術とスレッド複数使用する技術について解説し、実装するための環境についても解説を行う。その後、 GPGPUプログラミングの基礎となる、プログラム構造、メモリ階層、開発環境について講義する。
授業項目  1.学際的分野における先端シミュレーション技術の歴史
 2.HPCとGPGPUの歴史
 3.GPGPUでの応用例(1)
 4.GPGPUでの応用例(2)
 5.CPUでの高速化技術
 6.プロセッサのアーキテクチャ
 7.シングルコアとマルチコア
 8.プロセッサの高速化技術
 9.並列計算の概念
10.プロセスとスレッド
11.GPUのアーキテクチャ
12.GPGPUのプログラム構造
13.GPGPUのメモリ階層
14.GPGPUの開発環境(CUDA)
15.GPGPUの開発環境(OpenCL)
教科書  特になし。
参考書  はじめてのCUDAプログラミング 青木尊之 額田彰 工学社
成績の
評価方法と
評価項目
 出席状況、2回のテスト(中間、期末)を行い、それらの平均点で評価して、60点以上を合格とする。
留意事項  -
参照
ホームページ名称
およびアドレス
 -

平成25年度
分野系列  -
開講年度  2013
授業科目名  GPGPU基礎工学
科目名(フリガナ)  GPGPUキソコウガク
授業科目英文名  GPGPU Basic Programming
授業形態  講義
単位数  2単位
開講学期  2学期
担当教員  教員A、増田 信之、中川 匡弘
主担当者(フリガナ)  キョウインA マスダ ノブユキ ナカガワ マサヒロ
教員室または連絡先  -
授業目的
および
達成目標
 [教育目的]
 計算機シミュレーションの分野で最近注目されているGPGPU(General Purpose GPU)を教材として取り上げ、GPUの基礎的なアーキテクチャを理解する。
 また、GPUを元に、現在のプロセッサの高速化技術について、ハードウェアの側面より修得する。さらに、GPGPUのプログラム環境(CUDA、OpenCL)の基礎的な利用方法についても修得し、該博なGPGPUの基礎知識を体得する。

 [教育目標]
 A.広い視野の育成と認識
 E.専門基礎能力
 F.創造力、判断力
 G.指導的な技術科学実践者の資質

 [達成目標]
 1.GPUのハードウェア・アーキテクチャの理解
 2.プロセッサの高速化技術の理解
 3.GPGPUのプログラム構造の理解
 4.GPGPUのプログラム作成技術の修得
授業キーワード  GPGPU、高速化技術、マルチコアプロセッサ
授業内容
および
授業方法
 GPU、GPGPUの歴史、GPUのアーキテクチャなどを講義し、プロセッサのアーキテクチャや高速化技術についても講義する。
 その後、GPGPUプログラミングの基礎となる、プログラム構造、メモリ階層、開発環境について講義する。
授業項目  1.GPUの歴史
 2.GPGPUの歴史
 3.プロセッサのアーキテクチャ
 4.プロセッサの高速化技術
 5.GPUのアーキテクチャ
 6.GPGPUのプログラム構造
 7.GPGPUのメモリ階層
 8.GPGPUの開発環境(CUDA)
 9.GPGPUの開発環境(OpenCL)
教科書  特になし。
参考書  はじめてのCUDAプログラミング 青木尊之 額田彰 工学社
成績の
評価方法と
評価項目
 出席状況、2回のテスト(中間、期末)を行い、それらの平均点で評価して、60点以上を合格とする。
留意事項  -
参照
ホームページ名称
およびアドレス
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