COURS D'ECOLE DOCTORALE 2010 PROGRAMMATION SCIENTIFIQUE

Description

COURSD’ECOLEDOCTORALE2010
PROGRAMMATIONSCIENTIFIQUE
RÉSUMÉ. L’informatique scientifique, même si elle partage beaucoup avec d’autres domaines,
possède ses propres contraintes : volonté de calculer vite, grande taille des problèmes, recours
quasi obligatoire au parallélisme. Le but de ce cours est : de donner des connaissances de base
saines en programmation scientifique, ...

Sujets

• cours
• mathématiques
• mathématique
• cours de

Informations

• Publié par: Shiwyur
• Nombre de lectures: 154
• Langue: Français

Extrait

COURS D’ECOLE DOCTORALE 2010 PROGRAMMATION SCIENTIFIQUE

R È S U M È . L’informatiquescientifique, mme si elle partage beaucoup avec d’autres domaines, possde ses propres contraintes : volont de calculer vite, grande taille des problmes, recours quasi obligatoire au paralllisme. Le but de ce cours est : de donner des connaissances de base saines en programmation scientifique, utilisables dans tous les domaines oÙ les mathma- tiques interviennent (calcul scientifique, mathmatiques effectives etc.). Le cours sera articul autour d’une tude de cas : comment implmenter sur machine la rsolution d’un problme prcis et non trivial, problme qui servira de fil conducteur pour le cours. Note :le problÈme proviendra de la rÉsolution numÉrique d’Équations aux dÉrivÉes partielles, mais aucune connaissance dans ce domaine ne sera nÉcessaire : les mÉthodes et concepts seront introduits sans les mathÉmatiques qui les accompagnent, libre À chacun de les approfondir ou non. DurÉe du cours :24h 1 2 Intervenants :Thierry Dumont, Violaine Louvet

PrÉsentation du problÈme type : Équations, mÉthodes numÉriques, principes de mise en oeuvre : 2h (Cours). – Systmed’quations de Raction–Diffusion. – Discrtisationen temps et en espace. – Algorithmes. – Lesliens avec le reste du cours.

Architecture des ordinateurs, concepts du parallÉlisme, nouvelles architectures : 2h (Cours). – Processeurs,mmoires, bus, rseau – Processeursspcialiss, multi-coeurs – Modlesde programmation

Structures de donnÉes et algorithmie : 2h (Cours). – reprsentationdes ensembles de nombres ; indirections (pointeurs). – structuresde donnes complexes et efficaces : piles, files, listes, arbres, tables etc. – Algorithmesde tris, d’accs aux lments. – reprsentationdes matrices (creuses). – reprsentationdes graphes. – complexit.

Programmation orientÉe objet & gÉnÉricitÉ : le cas de C++ : 4h (cours+TP). – Principesde la programmation oriente objet – Classes,attributs, mthodes, constructeurs et destructeurs – Hritage,encapsulation, polymorphisme – Visibilit,surcharge. 1

2 COURSD’ECOLE DOCTORALE 2010 PROGRAMMATION SCIENTIFIQUE – templateet programmation gnrique. Exemples de la STL et de BLITZ . – Bonnespratiques de programmation. Mise en œuvre pratique : laboration d’un premier programme pour la rsolution du pro- blme test en C++. Utilisation des bibliothÈques scientifiques de base : 2h (Cours+TP). – Lesdiffrentes bibliothques scientifiques – Leurutilisation Mise en œuvre pratique : utilisation de certaines de ces bibliothques dans le programme. Langage de haut niveau : python : 3h (cours + TP). – Lelangage python – Intrtdes langages de haut niveau dans la programmation scientifique – Pr-posttraitement, visualisation – Interfacegraphique – Entres/sorties Mise en œuvre pratique : interface graphique du code en python/gestion des entres sor- ties ? Compilation/debuggage : 2h (Cours+TP). – Compilateurs – Optionsde compilation les plus frquente – Directivesde compilation – Outilsstandards de construction de programme : Makefile, autotools, cmake, scons – Outilsstandards de debuggage : gdb, valgrind ... Application au programme. Mesures de performance/optimisation : 2h (Cours+TP). – Profiling – Instrumentationdu code – Outilsde profilage – Techniquesd’optimisation Application au programme. ParallÉlisme : 5h (Cours + TP). – Introductionaux concepts de la programmation par thread, en particulier d’OpenMP. – Modled’excution, structure d’OpenMP, partage des donnes, partage du travail, or- donnancement, synchronisation – Conceptsde base de la programmation par change de messages - Environnement – Communicationspoint À point bloquantes ou non bloquantes – Communicationscollectives ... Mise en oeuvre par paralllisation du code.