Formation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de Openmpi“








télécharger 37.36 Kb.
titreFormation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de Openmpi“
date de publication20.11.2017
taille37.36 Kb.
typeDocumentos
b.21-bal.com > documents > Documentos


Centre PACA


Formation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de OpenMPI“



1. OBJET DETAILLE :
L’INRA PACA souhaite mettre en place une formation «calcul intensif».

Cette formation sera organisée à partir d’un effectif minimum de 6 personnes.
2. CARACTERISTIQUE DU BESOIN :
2-1 Contexte :

Dans le cadre des projets de recherche au sein des unités de recherche, il y a souvent nécessité de développer des applications informatiques de type scientifique dans le cadre notamment de simulation et de modélisation. Ces applications demandent parfois des temps de calcul que ce soit en mode batch ou interactif provoquant des retards dans les mises au point de programmes et ou aboutissant à des applications lourdes et inutilisables.

Le passage à un mode de fonctionnement en modules s’exécutant en parallèles sur un cluster équipé de bons outils est un moyen pour optimiser ces applications en termes de temps de calcul.

Le but de la formation est de permettre aux stagiaires une prise en main rapide et efficace des techniques de calcul parallèles et des environnements associés en leur permettant d’acquérir des compétences de base de ce type de programmation.

2- 2 Objectif de la formation :
À l’issue de la formation les stagiaires devront :

  • Appréhender les concepts fondamentaux de la programmation parallèle : domaines d’utilisation, avantages et inconvénients, difficultés de mise en œuvre.

  • Connaître les environnements/outils actuels (matériels et logiciels) associés à la programmation parallèle : clusters, API, langages.

  • Avoir une bonne maîtrise des méthodes et outils de programmation de calcul parallèles à l'aide de la bibliothèque OpenMPI.

  • Etre capable de mettre en œuvre ces méthodes et outils dans le cadre de leurs activités.


2- 3 Public :
Cette formation vise principalement des ingénieurs et chercheurs de l’unité de recherche Biostatistique et Processus Spatiaux (BioSP) et de l’unité de recherche en écologie méditerranéenne forestière (URFM) de l’INRA PACA ayant à développer des calculs intensifs dans le cadre de leurs sujets de recherche.
L’Unité BioSP d’Avignon poursuit des recherches en statistiques et en modélisation spatiales et spatio-temporelles, à la fois théoriques et appliquées, avec un intérêt particulier pour les applications relevant de l’environnement, de l’écologie, de l’épidémiologie et de la biologie des populations

Quant à l’unité de recherche écologie méditerranéenne forestière, trois grands axes de recherche sont abordés, par des approches expérimentales et par la modélisation :

• biologie des populations et évolution (arbres et insectes),

• écologie fonctionnelle et dynamique des communautés,

• physique et écologie du feu.


L'exploration de ces modèles nécessite la réalisation de nombreuses simulations. Le passage à un

mode de fonctionnement en modules s’exécutant en parallèle sur un cluster de calcul, équipé des

bons outils, est certainement un grand pas vers l’optimisation de ces applications, en terme de

temps de calcul.
Les agents concernés par cette formation sont des chercheurs et des ingénieurs qui ont

des préoccupations de développement de codes parallèles dans le monde scientifique. Ils ont des

bases en programmation, mais diffèrent par les niveaux d’expérience et par les langages qu’ils

utilisent : C++, Fortran, Java., R.
Nombre de personnes à former : 6 à 12 personnes maximum

2- 4 Organisation : durée, dates, matériel informatique :
Durée et dates :

La formation se déroulera en 2 modules de 2 jours préférentiellement sur le site d’Avignon. Elle devra avoir lieu entre 4 et le 21 octobre en deux périodes de deux jours, idéalement les : 4, 5 et 18, 19 (ou 19 et 20) octobre 2011. Si ces dates n’étaient pas envisageables, le prestataire pourra faire d’autres propositions (si possible formation réalisée d’ici le 10 novembre)
Lieu :

La formation pourra se dérouler dans une salle informatique INRA équipée de 8 postes de travail ou dans une salle de formation classique à partir des ordinateurs portables personnels apportés par les stagiaires.
Configurations informatiques :

Si c’est cette 2ème solution qui est retenue, le prestataire devra décrire la configuration minimale à respecter.

Dans les 2 cas le prestataire devra fournir une assistance afin de mettre à disposition des stagiaires les outils informatiques nécessaires au bon déroulement de la formation.

Pour information l'unité BioSP dispose d'un cluster de 7 nœuds, sous SGE, sur lequel il sera possible d'installer OpenMPI et d'autres outils à la demande en prévision des séances de TP.

Le prestataire devra préciser dans sa réponse à la consultation tout ce qui lui semblera important ou nécessaire (organisation, moyens matériels et logiciels, … ) à la réalisation de la formation (partie théorique et partie pratique).

L’INRA dispose de salles adéquates pour les formations, équipées d’internet (prises réseau, bornes wifi).
2- 5 Méthode pédagogique :
Préparation de la formation 

Après sélection du prestataire, l’organisation pratique de la formation sur le site INRA d’Avignon sera précisée au cours d’une réunion de préparation avec le formateur et le responsable pédagogique de l’organisme et les responsables INRA.

Cette réunion se déroulera sur le site d’Avignon ou en visioconférence.

Il s’agira d’une part de bien préciser le cadre de la demande, les types d’utilisation des calculs intensifs, le programme et d’autre part de détailler les configurations des matériels et logiciels sur lesquels travailleront les stagiaires pour la partie exercices.
La formation alternera des apports théoriques et des exercices pratiques dans une logique de transposition aux problématiques des stagiaires.
Un support de cours et un support d’exercices, sous format papier, devront être distribués en début de formation. Un format “informatique” (fichiers au format pdf) sera également fourni.
La formation fera l’objet d’une évaluation.

2- 6 Programme de la formation
Le canevas ci-dessous est proposé afin de répondre aux objectifs présentés précédemment. Il est donné comme une base de travail, pour couvrir les aspects jugés importants pour une prise en main rapide. Les exemples de code seront pris dans le domaine scientifique.

Néanmoins le prestataire pourra apporter son expertise en l’adaptant dans sa proposition si besoin.
Une réunion téléphonique sera organisée à l'initiative du prestataire pour affiner l'expression de la demande et expliciter l'offre avant sa remise - contact : H. RICHARD.

Module 1 :


  • Les concepts fondamentaux :

Coopération, interopérabilité, concurrence, distribution ou répartition, programmation parallèle ;

Exemple d’utilisation de la programmation parallèle  : avantages et inconvénients par rapport à la programmation classique (séquentielle), difficultés de mise en œuvre ;

Taxinomie de Flynn (SISD, SIMD, MISD, MIMD) (SPMD, MPMD), mémoire partagée, mémoire distribuée ; types de parallélisme, pipeline ;

    • Méthodes et outils de la programmation parallèle :

Langages, (C++ , Fortran, Java, extensions)

bibliothèques, (MPI, openMPI, Pthreads)

Directives de compilation, (openMP) compilateurs

Efficacité et limites du parallélisme : les lois, les métriques, l'évolution des performances

Mise en œuvre de programme de calculs parallèles.

Processeur (mono / multi),

Processus (mono / multi),

clusters (panorama des solutions, focus SGE)

gestion parallèle des jobs

  • Mise en œuvre du parallélisme à l’aide de OpenMPI sous SGE avec C++ :

Présentation des éléments essentiels :

processus, communication synchrone et asynchrone, programmation par messages et ses

modes de communication (point à point …), partage de données … ;

Intégration de l’API OpenMPI sous SGE : définition des variables d’environnement, compilation (édition de liens), exécution…

Outils de développement sous OpenMPI/SGE :

compilateurs, débogueurs (TotalView ?), analyseurs de performance, traces d’exécution, librairies.

    • Exemples de résolution de problèmes numériques simples :

traitement séquentiel, parallélisation utilisant les fonctions de base de OpenMPI et de C++

(avec ses bibliothèques mathématiques et ses entrées-sorties).
Module 2 :


  • Parallélisation de code :

Notions de flot de données et flot de traitements dans le calcul parallèle ; quels intérêts ?

Analyse d’un algorithme de résolution numérique (Gauss-Seidel, Jacobi, produit de matrices, …) : complexité algorithmique, découpage en (tâches/processus), parallélisation et codage avec OpenMPI et C++ ;

    • OpenMPI et la répartition sur plusieurs processeurs : structure des messages, variables, mémoire ; décomposition en domaines et décomposition par fonctions … ; notions de maître et esclaves, stratégies pour améliorer les performances ; loi d’Amdahl.

  • Concepts avancés :

Optimisation et répartition des charges sous SGE/OpenMPI/C++: bonnes pratiques de codage avec C++, types de communication, répartition des processus/processeurs, load balancing …

Langages et outils de représentation des flots dans le calcul parallèle :

Taverna, ASKALON/AGWL, Triana (certains de ces outils sont open-source parfois « interfacés» avec le langage R) ;
Annexes :

    • Glossaire, terminologie concernant la programmation parallèle.

    • Liste des commandes principales de OpenMPI et SGE (pour permettre la réalisation aisée des exercices)

    • Références bibliographiques et liens utiles.




3. DOSSIER : pas de dossier à retirer

4. REMISE DES OFFRES
Les offres doivent parvenir au plus tard le  9 septembre 2011 à 16h par courrier ou par mail à :

estelle.ferrari@paca.inra.fr ou mireille.mounition@avignon.inra.fr

INRA- SDAR – Service formation - Centre de Recherches d’Avignon – Domaine Saint Paul – Site Agroparc - 84 914 Avignon cedex 9


5. CONTENU DE LA REPONSE :
L’offre devra présenter de manière détaillée :

  • Le contenu.

  • Les méthodes pédagogiques mises en œuvre.

  • Le nom, profil et expérience du formateur qui animera la formation.

  • Les dates de formation.

  • La description de l’organisme, de son expérience dans le domaine et auprès d’autres organismes de recherche.

  • Un devis.




6. CRITERES DE SELECTION DES OFFRES :
Qualitatif : 60 %

Tarif : 40 %



7. CONTACTS :
Aspects administratifs :

Service formation : Estelle FERRARI ou Mireille MOUNITION

Tel : 04-32-72-20-44 ou 20 20/ Fax : 04-32-72-20-42

Courriel : estelle.ferrari@paca.inra.fr ou mireille.mounition@paca.inra.fr
Aspects techniques :

Unité de recherche BioSP : Hervé RICHARD ou Abdelmalek HADDAD

Tel : 04 32 72 21 79 ou 21 58

Courriel : herve.richard@paca.inra.fr ou Abdelmalek.Haddad@paca.inra.fr
Adresse : INRA- Centre de Recherches d’Avignon – Domaine Saint Paul – Site Agroparc

84 914 Avignon cedex 9


similaire:

Formation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de Openmpi“ iconLa mise en œuvre du contrôle en cours de formation : La certification...

Formation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de Openmpi“ iconObjectifs de développement, mise en œuvre et budget

Formation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de Openmpi“ iconPrincipes et conditions de mise en œuvre du protocole enum en France

Formation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de Openmpi“ iconAnnuaire est votre interlocuteur privilégié tout au long du projet,...

Formation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de Openmpi“ iconDécouvrir, comment dans divers champs et sur des thématiques d'actualité,...

Formation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de Openmpi“ iconGlossaire, abréviations et autres informations de base Mise à jour : voir nom du fichier
«la mise en œuvre du système de vigilance sur les nouveaux aliments, les compléments alimentaires, les aliments qui font l'objet...

Formation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de Openmpi“ iconGlossaire, abréviations et autres informations de base Mise à jour : voir nom du fichier
«la mise en œuvre du système de vigilance sur les nouveaux aliments, les compléments alimentaires, les aliments qui font l'objet...

Formation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de Openmpi“ iconManuel de comptabilité hospitalière
«mise en œuvre d’un système informatisé de comptabilité de gestion au sein des hôpitaux»

Formation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de Openmpi“ iconDossier pedagogique mise en œuvre d’activites df cpap ien c1&2 la couleur
«jaune» ou «bleu», ou «rouge»… trier, faire des collections, nommer les couleurs

Formation “calculs parallèles : concepts fondamentaux et mise en œuvre de Openmpi“ iconRésumé Cette contribution étudie la stratégie collective mise en...








Tous droits réservés. Copyright © 2016
contacts
b.21-bal.com