FOI Nastava - Paralelno programiranje

Sadržaj se učitava...

FOI Nastava

apps

mdi-login

Paralelno programiranje

Parallel Progamming
2025/2026

4 ECTSa

Informacijski i poslovni sustavi 1.2 (IPS)

Katedra za teorijske i primijenjene osnove informacijskih znanosti

6. semestar

Osnovne informacijemdi-information-variant

Izvođači nastavemdi-account-group

Nastavni plan i programmdi-clipboard-text-outline

Model praćenjamdi-human-male-board

Ispitni rokovimdi-clipboard-check-outline

Rasporedmdi-calendar-clock

Konzultacijemdi-account-voice

Izvođenje kolegija

Studij	Studijski program	Semestar	Obavezan
Informacijski i poslovni sustavi 1.2 (IPS)	Analiza i dizajn poslovnih sustava	6	izborni
Informacijski i poslovni sustavi 1.2 (IPS)	Umjetna inteligencija u poslovanju	6	izborni
Informacijski i poslovni sustavi 1.2 (IPS)	Umreženi sustavi i računalne igre	6	izborni
Informacijski i poslovni sustavi 1.2 (IPS)	Razvoj programskih sustava	6	izborni

Cilj kolegija

Upoznati studente s temeljima paralelnog programiranja u višejezgrenim i višeprocesorskim sustavima te grodzovima računala, metoda paralelizacije algoritama, komuniciranja između jezgri, procesor ili računala u grozdu. Upoznati studente s mogućnostima izgradnje paralelnih računalnih programa u standardnim programskim jezicima.

Preduvjeti

Matematika 2 (IPS 1.2)
Programiranje 2 (IPS 1.2)
Operacijski sustavi (IPS 1.2)
Strukture podataka i algoritmi (IPS 1.2)

Norma kolegija

Predavanja

30 sati

Vježbe u praktikumu

15 sati

Nastavnik	Uloga na kolegiju	Oblik nastave	Tjedana	Sati	Grupa
Lovrenčić Alen	Nositelj	Predavanja Vježbe u praktikumu	0 0	2 1	1 1

Sadržaj predavanja

Uvod. (2 sata)
Platforme za paralelno programiranje. Vrste paralelizma. Pipelining. Višedretvenost. Paralelizacija memorije. Procesna paralelizacija.
Principi izgradnje paralelnih algoritama. (2 sata)
Tehnike dekompozicije. Karakteristike zadaća i interakcija. Mapiranje i balansiranje opterećenja. Modeli paralelnih algoritama
Temelji komunikacije među procesima. (2 sata)
Objavljivanje „jedan za sve“ i redukcija „svi za jednoga“. Objavljivanje „svi za sve“ i personalizacija.
Analiza paralelnih programa. (4 sata)
Mjere složenosti paralelnih sustava. Granularnost. Skalabilnost. Asimptotska analiza paralelnih programa.
Programiranje pomoću paradigme prosljeđivanja poruka. (2 sata)
Sučelje za prenošenje poruka. Kartezijeve topologije.
Programiranje za sustave s dijeljenim adresnim prostorom. (2 sata)
Sustavi dretvi i sinkronizacija. Asinkroni programi. Prevencija i otkrivanje međusobnog zaključavanja.
Paralelno sortiranje. (4 sata)
Paralelno sortiranje temeljeno na prenošenju poruka. Mreže za sortiranje. Paralelno Shellovo sortiranje. Paralelni quicksort. Paralelno sortiranje prebrojavanjem. Paralelni radix sort.
Paralelni matrični algoritmi. (4 sata)
Strassenovo množenje matrica. Cannonovo množenje matrica. Množenje matrice vektorom.DNS algoritam.
Paralelni algoritmi pretraživanja. (2 sata)
Paralelno pretraživanje polja. Paralelno pretraživanje i ophodnja stabala i grafova.
Paralelni algoritmi na grafovima. (4 sata)
Traženje najkraćeg puta. Dijkstrin algoritam. Floyd-Warshalow algoritam. Algoritmi za minimalno razapinjuće stablo. Algoritam za tranzitivno zatvorenje. Algoritam za traženje maksimalnog nezavisnog skupa.
Paralelno dinamičko programiranje. (4 sata)
Floydov algoritam za traženje svih najkraćih puteva. Problem najduže zajedničke sekvence. 0/1 ranac. Dinamički algoritmi za traženje najkraćeg puta.

Sadržaj seminara/vježbi

Ishodi učenja kolegija

Objasniti konkurentnost rada s memorijom kod računalnih programa s paralelnim procesima te strategije rješavanja konflikata rada sa zajedničkom memorijom.
Definirati različite konfiguracije računalnih mreža sa stajališta izgradnje paralelnih algoritama.
Organizirati sustav poruka u višeprocesorskom sustavu pri izradi paralelenog algoritma.
Izgraditi paralelni algoritam, za zadani problem, temeljen na metodi rekurzivne paralelizacije, dekompozicije ulaznih podataka i dekompozicije prostora pretraživanja.
Ocijeniti vremensku i prostornu složenost izgrađenog paralelnog algoritma.
Izgraditi paralelni algoritam iz važnih područja paralelizacije (rijetke matrice, sortiranje, algoritmi na grafovima, optimizacijski algoritmi, dinamičko programiranje) u skladu s teorijom paralelnih algoritama.
Odabrati adekvatnu strategiju dijeljenja memorijskog prostora u višejezgrenom paralelnom algoritmu na temelju prednosti i nedostataka različitih strategija dijeljenja memorije i potreba algoritma.

Ishodi učenja programa

razumjeti i primijeniti ključne aspekte informacijske tehnologije (programiranje, algoritmi, strukture podataka, baze podataka i znanja
razumjeti i primijeniti suvremene tehničke koncepte i prakse u informacijskim tehnologijama (arhitektura računala, operacijski sustavi, mreže računala)
razumjeti i primijeniti metode, tehnike razvoja informacijskih i programskih sustava u suvremenim razvojnim okolinama

Osnovna literatura

Casanova, H; Legrand, A; Robert, Y: Parallel Algorithms, CRC Press, boca Ratin, 2014.
Grama, A et. al. Introduction to Parallel Computing, Addison-Wesley, Harlow, 2003.

Dopunska literatura

Slični kolegiji

Redoviti studenti

Izvanredni studenti

izvanredni rok

Datum: 20.04.2026.

Vrijeme: 16:00

Opis: Na Fakultetu

U kalendaru ispod se nalaze konzultacije predmetnih nastavnika, no za detalje o konzultacijama možete provjeriti na profilu pojedinog predmetnog nastavnika.