Cours : PHY1610 Scientific Computing for Physicists (Winter 2023)

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- PHY1610 Scientific Computing for Physicists (Winter 2023)
  This course is aimed at reducing your struggle in getting started with computational projects, and make you a more efficient computational scientist. Topics include well-established best practices for developing software as it applies to scientific computations, common numerical techniques and packages, and aspects of high performance computing. While we will introduce the C++ language, in one language or another, students should already have some programming experience. Despite the title, this course is suitable for many physical scientists (chemists, astronomers, ...).
  This is a graduate course that can be taken for graduate credit by UofT PhD and MSc students. Students that wish to do so, should enrol using ACORN/ROSI.
  Teacher: Ramses van Zon
  Start date: 10 Jan 2023
  End date: 30 Apr 2023
  Scientific Computing Credits: 28
  High Performance Computing Credits: 8
  Events:
  Scientific Computing Lecture (PHY1610) - Tuesday, 10 January, 11:00 AM » 12:00 PM
  Scientific Computing Lecture (PHY1510) - Thursday, 12 January, 11:00 AM » 12:00 PM
  Scientific Computing Lecture (PHY1610) - Tuesday, 17 January, 11:00 AM » 12:00 PM
  A full list of course events can be found here.
- Lecture Location: SciNet Teaching Room, 11th floor on the MaRS West Tower, 661 University Ave., Suite 1140, Toronto, ON M5G 1M1
  Date and Time: Tue/Thu 11:00 am - 12:00 noon EST
  Office Hours: In-person Wed 2-3 PM EST; Virtual Fri 12-1 PM EST
- Page
  
  Syllabus Page
- Forum
  
  Question forum
- Forum
  
  Announcements Forum
Lecture Slides
- Fichier
  
  Slides for lectures 1-4 Fichier
- Fichier
  
  Slides for lecture 5 on Modular Programming Fichier
- Fichier
  
  Slides for lecture 6 on Version Control with git Fichier
- Fichier
  
  Lecture 7: Working with Libraries Fichier
- Fichier
  
  Lecture 8: Multidimensional Arrays in C++, rarray library, OOP basics Fichier
- Fichier
  
  Lecture 9: Testing and debugging Fichier
- Fichier
  
  Lecture 10: Representing numbers Fichier
- Fichier
  
  Lecture 11: Ordinary Differential Equations Fichier
- Fichier
  
  Lecture 12: File I/O and NetCDF Fichier
- Fichier
  
  Lecture 13: Numerically Solving Partial Differential Equations Fichier
- Fichier
  
  Lecture 14: Basic linear algebra packages Fichier
- Fichier
  
  Lecture 15: Randomness Fichier
- Fichier
  
  Lecture 16: Fast Fourier Transformations Fichier
- Fichier
  
  Lecture 17: Measuring Performance Fichier
- Fichier
  
  Lecture 18: Intro to Parallel Computing Fichier
- Fichier
  
  Lecture 19: Shared Memory Parallel Programming with OpenMP Fichier
- Fichier
  
  Lecture 20: OpenMP continued Fichier
- Fichier
  
  Lecture 21: Intro to Message Passing Interface Fichier
- Fichier
  
  Lecture 22: Reductions and Domain Decomposition with MPI Fichier
- Fichier
  
  Lecture 23: Serial Farming Fichier
- Fichier
  
  Lecture 24: Programming GPUs with OpenMP Fichier
Lecture Recordings
- Fichier
  
  Lecture 1: About the course and some C++ Fichier
- Fichier
  
  Lecture 2: More C++ Fichier
- Fichier
  
  Lecture 3: C++ Details Fichier
- Fichier
  
  Lecture 4: More C++: Dynamic memory allocation, smart pointers, objects, templates and standard libraries Fichier
- Fichier
  
  Lecture 5: Modularity Fichier
- Fichier
  
  Lecture 6: Version control with git Fichier
- Fichier
  
  Lecture 7: Working with libraries Fichier
- Fichier
  
  Lecture 8: Multidimensional arrays, rarray library, & OOP basics Fichier
- Fichier
  
  Lecture 9: Testing and Debugging Fichier
- Fichier
  
  Lecture 10: Representing numbers Fichier
- Fichier
  
  Lecture 11: Ordinary Differential Equations Fichier
- Fichier
  
  Lecture 12: File I/O and NetCDF Fichier
- Fichier
  
  Lecture 13: Numerically Solving Partial Differential Equations Fichier
- Fichier
  
  Lecture 14: Basic Linear Algebra Libraries Fichier
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  Lecture 15: Randomness in Scientific Computing Fichier
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  Lecture 16: (Fast) Fourier Transforms Fichier
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  Lecture 17: Measuring Performance Fichier
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  Lecture 18: Intro to Parallel Computing Fichier
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  Lecture 19: Shared Memory Parallel Programming with OpenMP Fichier
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  Lecture 20: More OpenMP (last year's recording) Fichier
  
  Due to technical difficulties, today's lecture was not recorded. Luckily, this particular lecture changed very little from last year, so we've posted last year's recording here.
- Fichier
  
  Lecture 21: Intro to Message Passing Interface Fichier
- Fichier
  
  Lecture 22: Reductions and Domain Decomposition with MPI Fichier
- Fichier
  
  Lecture 23: Serial Farming Fichier
- Fichier
  
  Lecture 24: Programming GPUs with OpenMP Fichier
Assignments
- Devoir
  
  Assignment 1: C++ Devoir
  
  Ouvert le : jeudi 12 janvier 2023, 00:00
  
  À rendre : jeudi 19 janvier 2023, 23:59
- Devoir
  
  Assignment 2: Code refactoring Devoir
  
  Ouvert le : jeudi 19 janvier 2023, 00:00
  
  À rendre : jeudi 26 janvier 2023, 23:59
- Devoir
  
  Assignment 3: Modularize with make and git Devoir
  
  Ouvert le : vendredi 27 janvier 2023, 00:00
  
  À rendre : vendredi 3 février 2023, 23:59
- Devoir
  
  Assignment 4: Two dimensional wave Devoir
  
  Ouvert le : vendredi 10 février 2023, 00:00
  
  À rendre : vendredi 17 février 2023, 23:59
- Devoir
  
  Assignment 5: Solve ODE and store in NetCDF file Devoir
  
  Ouvert le : lundi 20 février 2023, 00:00
  
  À rendre : dimanche 5 mars 2023, 23:59
- Devoir
  
  Assignment 6: Using BLAS for the 1d wave Devoir
  
  Ouvert le : mercredi 8 mars 2023, 00:00
  
  À rendre : mercredi 15 mars 2023, 23:59
- Devoir
  
  Assignment 7: Gravitational wave detection using FFT Devoir
  
  Ouvert le : jeudi 16 mars 2023, 00:00
  
  À rendre : jeudi 23 mars 2023, 23:59
- Devoir
  
  Assignment 8: Parallel two-dimensional wave equation. Devoir
  
  Ouvert le : vendredi 24 mars 2023, 00:00
  
  À rendre : vendredi 31 mars 2023, 23:59
- Devoir
  
  Assignment 9: Parallelize NetCDF data analysis Devoir
  
  Ouvert le : dimanche 2 avril 2023, 00:00
  
  À rendre : lundi 10 avril 2023, 23:59
- Devoir
  
  Assignment 10: Managing many serial computations Devoir
  
  Ouvert le : lundi 10 avril 2023, 00:00
  
  À rendre : lundi 17 avril 2023, 23:59
Additional Material and Links
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  Submitting your repo as a zip or tar file Page
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  MobaXterm: terminal for Windows with X11 server and SSH client and more URL
- URL
  
  Teach Cluster Quickstart URL
- URL
  
  C/C++/Fortran Compilers for Macs URL
- URL
  
  cplusplus.com C++ tutorial URL
- URL
  
  Learncpp.com: Lessons to learn C++ URL
- URL
  
  NetCDF C++ Interface Guide URL
- Fichier
  
  NetCDF C++ example with 'unlimited' dimension Fichier
- URL
  
  LAPACK reference documentation URL
- URL
  
  Intel MKL cblas documentation URL
- URL
  
  GNU Parallel URL