Popis předmětu - BE4M36ESW
Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://esw.pages.fel.cvut.cz/
Anotace:
V předmětu Effektivní software se seznámíte s problematikou optimalizace softwaru a algoritmů při omezených zdrojích. Předmět se zaměřuje na efektivní využití moderních hardwarových architektur, tj. vícejádrových a víceprocesorových systémů se sdílenou pamětí. Přednášené techniky se student naučí implementovat v jazycích C a Java. Hlavní témata jsou: optimalizace kódu, efektivní datové struktury a využití cache paměti procesoru, datové struktury ve vícevláknových aplikacích, implementace výkonných síťových serverů.
Osnovy přednášek:
| 1. | | Introduction, modern computer architecture, C compilers. |
| 2. | | Bentley's rules, C compiler, profiling. |
| 3. | | Benchmarking, measurements, metrics, statistics, WCET, timestamping. |
| 4. | | Scalable synchronization – from mutexes to RCU (read-copy-update), transactional memory, scalable API. |
| 5. | | Memory access – efficient programming with caches, dynamic memory allocation (malloc, NUMA, ...) |
| 6. | | Serialization of data structures – JSON, XML, protobufs, AVRO, cap'n'proto, mmap/shared memory. |
| 7. | | Program run – virtual machine, byte-code, Java compiler, JIT compiler, relation to machine code, byte-code analysis, dissasembly of Java byte-code, optimization in compilers, program performance analysis, profiling. |
| 8. | | Data concurrency in JVM – multi-threaded access to data, locks monitoring, atomic operations, lock-less/block-free data structures, non-blocking algorithms (queue, stack, set, dictionary), data races, synchronization. |
| 9. | | Efficient servers, C10K, non-blocking I/O, efficient networking, threads. |
| 10. | | JVM – Memory analysis (dynamic/static), data structures, collections for performance. |
| 11. | | JVM – Object allocation, bloom filters, references, effective caching. |
| 12. | | Virtualization (IOMMU, SR-IOV, PCI pass-through, virtio, …). |
| 13. | | Memory Management in JVM – Memory Layout, Garbage Collectors. |
Osnovy cvičení:
Literatura:
| [1] | | MIT: Performance-engineering-of-software-systems |
| [2] | | Oaks, S.: Java Performance: 2nd Edition. O'Reilly, USA 2020. |
| [3] | | Jones, R., Hosking, A., Moss, E.: The Garbage Collection Handbook - The Art of Automatic Memory Management. CRC Press, USA 2012. |
| [4] | | Herlihy, M., Shavit, N.: The Art of Multiprocessor Programming. Morgan Kaufman, 2008. |
| [5] | | Fog, A.: The microarchitecture of Intel, AMD and VIA CPU, 2016. |
| [6] | | Drepper U.: What every programmer should know about memory, 2007 |
| [7] | | Jain, R.: The Art of Computer Systems Performance Evaluation. Wiley, New York 1991. (slides, book) |
| [8] | | Lilja, D. J.: Measuring Computer Performance: A Practitioner?s Guide. Cambridge University Press, 2000. (book web site, Supplemental Teaching Materials) |
Požadavky:
znalosti z oblasti architektury počítačů, jayzků C a Java
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 13.12.2025 12:51:51, semestry: L/2026-7, Z/2025-6, L/2024-5, L/2025-6, Z/2026-7, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |