Учебно-методические материалы к дисциплине
Образовательная программа: 09.03.01 Информатика и вычислительная техника

Расписание на 2022 г. (3 курс, весенний семестр)

• вторник, 12:40 - 14:15, лекция, ауд. 1133
• вторник, 14:30 - 16:05, практика, ауд. 2213

Ссылка на трансляцию лекции

• meet.google.com/tsk-aywp-aup (трансляция не проводится, лекции проходят очно)

Материалы к лекциям

• Введение. Базовые способы оптимизации
• Профилирование программ
  • Пример использования PAPI: papi_example.cpp
• Анализ производительности. Roofline Performance Model
• Возможности компиляторов по оптимизации программ
• Векторизация вычислений
• Ручная векторизация вычислений. Пример
• Эффективная работа с памятью
  • Большие страницы памяти
  • Иерархия памяти в NUMA-системах
• Оценочное тестирование, моделирование производительности
  • Cache Friendly and Data Intensive computations
  • Оценочное тестирование производительности. Тест APEX-MAP
  • Анализ и моделирование производительности трафаретных вычислений на мультипроцессоре
• Оптимизация ветвлений и циклов

Практические задания

• Задание 1: написание программы, базовая оптимизация, анализ производительности
• Задание 2: векторизация программ
• Задание 3: оптимизация по памяти
• Задание 4: распараллеливание в потоках
  • Слайды к объяснению задания

Теоретические материалы

• Материалы по архитектуре
• Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manuals
  • Intel® 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual (September 2014)
• AMD Developer Guides, Manuals & ISA Documents
• Intel Intrinsics Guide (mirror), x86 Intrinsics Cheat Sheet
• Agner Fog, The microarchitecture of Intel, AMD and VIA CPUs: An optimization guide for assembly programmers and compiler makers
• Agner Fog, Instruction tables: Lists of instruction latencies, throughputs and micro-operation breakdowns for Intel, AMD and VIA CPUs
• Agner Fog, Optimizing software in C++: An optimization guide for Windows, Linux and Mac platforms
  • Фрагмент на русском: Эффективность различных конструкций языка C++
  • Фрагмент на русском: Способы оптимизации, реализованные в компиляторах
• Roofline Performance Model
• APEX - Application Performance Characterization Benchmarking
• Эффективное программирование современных микропроцессоров: учеб. пособие / В.П. Маркова, С.Е. Киреев, М.Б. Остапкевич, В.А. Перепелкин. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014 – 148 с.

Дополнительные материалы

• Ulrich Drepper, What every programmer should know about memory
  • Part 1: Introduction. Commodity Hardware Today
  • Part 2: CPU caches
  • Part 3: Virtual memory
  • Part 4: NUMA systems
  • Part 5: What programmers can do - cache optimization
  • Part 6: What programmers can do - multi-threaded optimizations
  • Part 7: Memory performance tools
  • Part 8: Future technologies
  • Part 9: Appendices and bibliography
•  Статьи по оптимизации на IT Hare
  • Infographics: Operation Costs in CPU Clock Cycles
  • Random Number Generation
  • Implementing Queues for Event-Driven Programs
  • C++ Performance: Common Wisdoms and Common "Wisdoms"
  • C++ for Games: Performance. Allocations and Data Locality
  • Optimizing Big Number Arithmetic Without SSE
• A Performance-Based Comparison of C/C++ Compilers (colfaxresearch.com)

Вопросы к зачёту (2017, 2018, 2020, 2021)

Отметки о выполнении заданий (2022 г.)

Отметки о выполнении заданий (2021 г.)

Отметки о выполнении заданий (2020 г.)