Operations on data become more expensive when the data item is located higher in the memory hierarchy. An operation on data in CPU registers is roughly a million times faster than an operation on a data item that is located in external memory that needs to be fetched first. These data fetches are also called I/O operations and need to be taken into account during the design of an algorithm. The goal of this course is to become familiar with important algorithmic concepts and techniques needed to effectively deal with such problems. We will work with a simplified memory hierarchy, but the notions extend naturally to more realistic models.
von
I/O-efficient algorithms
EIT DigitalÜber diesen Kurs
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Stufe „Fortgeschritten“
Ca. 10 Stunden zum Abschließen
Englisch
Untertitel: Englisch
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EIT Digital
EIT Digital is a pan-European organization whose mission is to foster digital technology innovation and entrepreneurial talent for economic growth and quality of life. By linking education, research and business, EIT Digital empowers digital top talents for the future.
Lehrplan - Was Sie in diesem Kurs lernen werden
2 Stunden zum Abschließen
Introduction
In this module we give an introduction to the course I/O-efficient algorithms. We discuss the so-called I/O-model, which consists of an internal memory of limited size, an external memory of unlimited size and where data transfer between these two happens in blocks of a given size. We give a simple example showing that the actual running time of an algorithm working on data in external memory is greatly influenced by its I/O-behavior. Finally, we discuss the basics of analyzing algorithms in the I/O-model.
2 Stunden zum Abschließen
5 Videos (Gesamt 46 min), 1 Lektüre, 1 Quiz
5 Videos
The basic I/O-model10m
Analyzing algorithms in the I/O-model11m
Analyzing algorithms in the I/O-model, II5m
Cache-aware versus cache-oblivious algorithms10m
1 Lektüre
Course notes 1.1 and 1.230m
1 praktische Übung
Introduction25m
2 Stunden zum Abschließen
Designing cache-aware and cache-oblivious algorithms
In this module we discuss two techniques to design I/O-efficient algorithms, using the matrix-transposition problem as a running example. The first technique is a "tile-based" approach and leads to a cache-aware algorithm. The second technique uses a recursive approach and leads to a cache-oblivious algorithm.
2 Stunden zum Abschließen
3 Videos (Gesamt 28 min), 1 Lektüre, 1 Quiz
3 Videos
A cache-aware algorithm for matrix transposition12m
A cache-oblivious algorithm for matrix transposition10m
1 Lektüre
Course notes 1.31h
1 praktische Übung
Designing cache-aware and cache-oblivious algorithms15m
1 Stunde zum Abschließen
Replacement Policies
When we want to read something from external memory while the internal memory is full we need to make room by evicting a block from internal memory. The block which should be evicted is decided by the replacement policy. In this module we introduce LRU and some other some well-known replacement policies, and investigate the I/O-efficiency of LRU compared to an optimal replacement policy.
1 Stunde zum Abschließen
1 Video (Gesamt 16 min), 1 Lektüre, 1 Quiz
2 Stunden zum Abschließen
I/O-efficient sorting
In this module we analyze the I/O-efficiency of MergeSort and discuss how to adapt it to make it more I/O-efficient.
2 Stunden zum Abschließen
2 Videos (Gesamt 19 min), 1 Lektüre, 1 Quiz
1 Lektüre
Course notes chapter 21h 30m
1 praktische Übung
I/O-efficient sorting15m
Bewertungen
Top-Bewertungen von I/O-EFFICIENT ALGORITHMS
von NC5. Nov. 2019
Everything was clearly explained and the questions were quite intuitive and checking my knowledge. More examples for different scenarios too would help us a lot to learn more.
Häufig gestellte Fragen
Wann erhalte ich Zugang zu den Vorträgen und Aufgaben?
Der Zugang zu Vorlesungen und Aufgaben hängt von der Art Ihrer Anmeldung ab. Wenn Sie einen Kurs im Gastmodus belegen, können Sie die meisten Kursmaterialien kostenlos einsehen. Um auf benotete Aufgaben zuzugreifen und ein Zertifikat zu erhalten, müssen Sie während oder nach Ihrer Gastphase das Zertifikat erwerben. Wenn Sie die Gastoption nicht sehen:
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Wenn Sie ein Zertifikat erwerben, erhalten Sie Zugriff auf alle Kursmaterialien, einschließlich bewerteter Aufgaben. Nach Abschluss des Kurses wird Ihr elektronisches Zertifikat zu Ihrer Seite „Errungenschaften“ hinzugefügt – von dort können Sie Ihr Zertifikat ausdrucken oder es zu Ihrem LinkedIn Profil hinzufügen. Wenn Sie nur lesen und den Inhalt des Kurses anzeigen möchten, können Sie kostenlos als Gast an dem Kurs teilnehmen.
Is financial aid available?
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