DE1108 Augstas veiktspējas skaitļošana simulācijā un digitālo dvīņu sistēmās

Kods DE1108
Nosaukums Augstas veiktspējas skaitļošana simulācijā un digitālo dvīņu sistēmās
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Augstākā līmeņa, Akadēmiskais
Tematiskā joma Datorika
Struktūrvienība Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultāte
Mācībspēks Arnis Lektauers
Kredītpunkti 5.0
Daļas 1
Anotācija Studiju kursā tiek aplūkota simulācijā balstītu digitālo dvīņu sistēmu izstrāde, izmantojot augstas veiktspējas skaitļošanu (HPC) kā pamata pieeju sarežģītu sistēmu analīzei, prognozēšanai un darbības uzlabošanai. Tiek apskatīta simulācijas pētījuma procedūras struktūra, sākot no problēmas formulēšanas un konceptuālā modeļa, līdz veiktspējas analīzei, validācijai un rezultātu interpretācijai digitālo dvīņu sistēmu kontekstā..
Īpaša uzmanība tiek veltīta skaitļošanas arhitektūras izvēlei (CPU/GPU), paralelizācijas stratēģijām, veiktspējas mērogojamībai un in-situ simulācijai. Praktiskās iemaņas tiek iegūtas laboratorijas darbos, realizējot simulācijas komponentus un vienkāršotus digitālo dvīņu prototipus, izmantojot programmatūras rīkus un automatizētus risinājumus..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Ievads augstas veiktspējas skaitļošanā 4 4 0 0
Paralēlie algoritmi un skaitļošanas pieejas 4 4 0 0
Augstas veiktspējas skaitļošanas programmēšanas modeļi 6 6 0 0
Augstas veiktspējas skaitļošana simulācijā 4 4 0 0
Paralēlā un grafisko procesoru paātrinātā simulācija 6 6 0 0
Veiktspējas modelēšana, validācija un mērogojamība 4 4 0 0
Digitālo dvīņu sistēmu arhitektūra 4 4 0 0
Laboratorijas darbs: skaitļošanas problēmas paralelizācijas analīze 4 8 0 0
Laboratorijas darbs: simulācijas uzdevuma realizācija 4 16 0 0
Laboratorijas darbs: veiktspējas mērīšana un salīdzināšana 4 12 0 0
Laboratorijas darbs: mini digitālā dvīņa skaitļošanas prototips 4 24 0 0
Kopā: 48 92 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs
Studiju kursa mērķis ir sniegt padziļinātas zināšanas par simulācijas un digitālo dvīņu sistēmu algoritmiskajiem pamatiem, attīstot skaitļotisko domāšanu ar spēju pamatoti izmantot augstas veiktspējas skaitļošanu sarežģītu sistēmu un liela apjoma datu analīzē. Studiju kursa uzdevumi: - veidot izpratni par simulācijas pētījuma struktūru un digitālo dvīņu sistēmu izstrādes principiem; - sniegt zināšanas par augstas veiktspējas skaitļošanas arhitektūras (CPU/GPU) veidiem, paralelizācijas stratēģijām, veiktspējas mērogojamību un in-situ simulāciju; - iemācīt formulēt konceptuālo modeli un izvēlēties piemērotu skaitļošanas pieeju konkrēta uzdevuma risināšanai; - attīstīt prasmes analizēt simulācijas veiktspēju, validēt rezultātus un interpretēt tos digitālo dvīņu sistēmu kontekstā; - pilnveidot prasmes praktiski realizēt simulācijas komponentus un vienkāršotus digitālo dvīņu prototipus, izmantojot atbilstošus programmatūras rīkus un automatizētus risinājumus; - veicināt spēju kritiski izvērtēt arhitektūras un algoritmu izvēli un argumentēt pieņemtos risinājumus.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana
Spēj izskaidrot simulācijas pētījuma tehnoloģiju digitālo dvīņu sistēmās. - Pārbaudes veidi: eksāmens. Kritēriji: students spēj izskaidrot simulācijas pētījuma tehnoloģijas pamatprincipus digitālo dvīņu sistēmās, demonstrē izpratni par augstas veiktspējas skaitļošanas pieejām un sniedz pamatotas atbildes uz teorētiskiem jautājumiem.
Spēj praktiski realizēt simulācijas komponentus. - Pārbaudes veidi: laboratorijas darbi. Kritēriji: students pilnībā izpilda visus uzdevumus, pamato izvēlētās skaitļošanas un simulācijas metodes, sagatavo kvalitatīvu atskaiti un spēj aizstāvēt pieņemtos risinājumus.
Spēj analizēt veiktspēju un izvēlēto augstas veiktspējas skaitļošanas arhitektūru. - Pārbaudes veidi: studiju darbs. Kritēriji: students izstrādā funkcionējošu simulācijā balstītu risinājumu vai digitālā dvīņa prototipu, veic precīzu veiktspējas analīzi un pamato izvēlēto augstas veiktspējas skaitļošanas arhitektūru.
Spēj kritiski izvērtēt risinājumu efektivitāti. - Pārbaudes veidi: referāts / aizstāvēšana. Kritēriji: students precīzi un kritiski analizē izvēlēto sistēmu vai tehnoloģiju, strukturē saturu un argumentāciju, prezentē skaidri un pamato izdarītos secinājumus.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Eksāmens - 40%
Laboratorijas darbi - 20%
Studiju darbs - 20%
Patstāvīgais darbs / referāts - 20%
 
Priekšzināšanas Pamatzināšanas programmēšanā, algoritmos un datu struktūrās, kā arī pamata izpratne par sistēmu modelēšanu un matemātisko analīzi.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 5.0 32.0 0.0 16.0 *

Pieteikties uz šo kursu

[Kursa apraksts PDF formātā]