Cours 2016-2017

Méthodes de programmation pour le calcul intensif [SPHYM126]

  • 3 crédits
  • 15h+15h
  • 1er quadrimestre
Langue d'enseignement: Français

Acquis d'apprentissage

L'étudiant sera formé à des techniques plus avancées de programmation et à l'utilisation en lignes de commandes d'outils libres et performants. L'objectif principal du cours est la programmation en parallèle (utilisation des librairies OpenMP et MPI). L'étudiant appliquera en exercices différentes méthodes par différences finies pour la résolution de problèmes courants en physique. L'étudiant acquerra finalement les notions de Unix nécessaires à l'utilisation d'un cluster informatique.

Contenu

Travail en lignes de commandes. Installation d'un environnement de travail complet à partir d'outils libres et performants. Utilisation plus avancée du compilateur gfortran (compilation via un Makefile, optimisation, debugger, profiling). Techniques de Programmation en Parallèle : 1. Notions générales de parallélisme 2. Parallélisation avec OpenMP 3. Parallélisation avec MPI Méthodes par Différences Finies : 1. Dérivées Numériques 2. Electrostatique 3. Equation de Schrödinger 4. Stabilité numérique Méthodes d'optimisation par algorithmes génétiques. Notions de Unix et initiation à l'utilisation d'un cluster informatique.

Table des matières

Un syllabus accompagne ce cours. La table des matières est la suivante : Techniques de Programmation en Parallèle : 1. Notions générales de parallélisme 2. Parallélisation avec OpenMP 3. Parallélisation avec MPI Méthodes par Différences Finies : 1. Dérivées Numériques 2. Electrostatique 3. Equation de Schrödinger 4. Stabilité numérique Annexe : La méthode des fonctions de Green

Description des exercices

Travail en lignes de commandes avec le compilateur gfortran. Compilation via un Makefile. Installation d'un environnement de travail complet. Compilation d'un exemple de base avec OpenMP. Parallélisation du produit matrice-vecteur avec OpenMP. Calcul des états liés d'un potentiel harmonique. Calcul de la structure de bandes d'un potentiel périodique. Calcul de la diffusion électronique à travers une barrière de potentiel. Introduction aux commandes UNIX et à l'utilisation d'un cluster informatique.

Méthodes d'enseignement

La partie théorique du cours sera donnée essentiellement avec un vidéoprojecteur. Les travaux pratiques pourront être réalisés sur un ordinateur personnel ou dans une salle d'ordinateurs.

Mode d'évaluation

L'examen évaluera essentiellement le travail de l'année. L'étudiant devra montrer qu'il a effectivement acquis les différentes techniques présentées au cours. Il pourra présenter ses solutions pour les travaux demandés pendant l'année. Un travail d'examen pourra être envisagé suivant les circonstances.

Langue d'enseignement

Français

Lieu de l'activité

NAMUR

Faculté organisatrice

Faculté des sciences
Rue de Bruxelles, 61
5000 NAMUR

Cycle de référence

Deuxième cycle