Курсовые проекты и лабораторные работы к курсу

Курсовые проекты

Общая часть

Курсовой проект предполагает создание проекта на С#, отвечающего требованиям стиля:

• создание DLL;
• визуальный интерфейс, выделенный в отдельный поток, позволяющий наблюдать и управлять процессом бизнес-логики;
• визуализация результатов работы;
• другие правила хорошего стиля.

Содержательно проект предполагает создание как последовательной, так и параллельной версии решаемой задачи. Теоретическое и практическое сравнение эффективности работы разных версий в зависимости от числа используемых процессоров (ядер). В результате проведенного анализа должны быть сделаны обоснованные выводы о целесообразности распараллеливания данной задачи и какой эффект может дать распараллеливание.

Варианты проектов:

1. Игра "Жизнь";
2. Множество Мандельброта и его аналоги;
3. Обедающие философы;
4. Алгоритмы Data Mining
   • кластеризации K-Means (k- средних);
   • кластеризации, основанный на мере близости;
   • Apriori;
   • C4.5;
   • Cart.

Лабораторные работы

Общая часть

Лабораторная работа включает:

• создание C# проекта с классами;
• проведение численных экспериментов;
• отчет, включающий анализ результатов экспериментов, оценку эффективности, ускорения, накладных расходов на организацию параллелизма;
• выводы о целесообразности (нецелесообразности) распараллеливания.

1. Последовательный и параллельные алгоритмы (пирамидальный, шаговый, сегментный) решения задач линейной сложности:
   • Суммы и Произведения;
   • Максимумы и минимумы;
2. Последовательный и параллельный алгоритм поиска по образцу
   • Линейный поиск;
   • Бинарный поиск.
3. Последовательный и параллельные алгоритмы сортировки линейной сложности для случая фиксированного числа сортируемых элементов:
   • Задача "Красное и черное" (n = 2);
   • Задача Дейкстры о цветах Голландского (Российского) флага (n = 3);
   • Задача о сортирующей шляпе Хогвартса (n = 4).
4. Последовательный и параллельные алгоритмы сортировки сложности O(n2)
   • Пузырьковая сортировка;
   • Сортировка "чет –нечет"
5. Последовательный и параллельные алгоритмы сортировки сложности O(n * log(n))
   • Быстрая сортировка Хоара;
   • Сортировка Шелла;
   • Сортировка слиянием.
6. Последовательный и параллельные алгоритмы суммирования сходящихся рядов
   • Ex;
   • Sin(x); Tg(x);
   • ArcSin(x); ArcTg(x)
   • Log(x).
7. Последовательный и параллельные алгоритмы вычисления определенного интеграла
   • Для гладких подынтегральных функций;
   • Для осциллирующих функций.
8. Последовательный и параллельные алгоритмы линейной алгебры
   • Умножение матриц;
   • Решение систем уравнений и обращение матриц;
   • Операции над слабо заполненными матрицами.
9. Многопоточные приложения. Работа с классом Thread
   • На примерах реализации параллельных алгоритмов.
10. Гонка данных и блокировка
    • Задачи типа "банковский счет".
11. Клинч
    • Задачи типа "Кольцо и серьги"
12. Пул потоков
    • На примерах реализации параллельных алгоритмов.
13. Мягкие методы блокировки
    • Задачи типа "Параллельная разработка программного проекта"
14. Мониторы и семафоры
    • Задачи типа "Взаимодействующие процессы";
    • Обедающие философы.
15. Библиотека параллельных задач. Работа с классами Task и Parallel
    • На примерах реализации параллельных алгоритмов;
    • Задача "Золушки".
16. Прерывания и исключения в параллельных циклах
    • Задачи типа "Числа – градины";
    • Задачи типа "Превышение температурного режима"
17. Управляющий и управляемый процессы
    • Управление, основанное на ссылках;
    • Управление, основанное на событиях.