Опубликована: 10.03.2016 | Уровень: для всех | Стоимость: бесплатный | Длительность: 72 часа (дней)
В рамках курса проводится изучение основных понятий параллельных вычислений, необходимых для последующего изучения моделей, методов и технологий параллельного программирования. В простой и понятной форме в курсе приводятся примеры современных высокопроизводительных вычислительных систем, рассматриваются способы анализа сложности вычислений и оценки возможности их параллельного выполнения, даются основы разработки параллельных методов. Для наглядной демонстрации излагаемых понятий используется учебно-исследовательская система ПараЛаб.
В рамках курса рассматриваются основные понятия параллельных вычислений. Курс содержит следующие учебные разделы: краткий обзор параллельных вычислительных систем и их классификация, общая характеристика многопроцессорных вычислительных систем, оценка эффективности параллельных вычислений, анализ сложности вычислений и оценка возможности распараллеливания, общая схема разработки параллельных методов, программная система ПараЛаб для изучения и исследования методов параллельных вычислений.
Цель: Цель курса состоит в изложении основных понятий параллельных вычислений, необходимых для последующего изучения моделей, методов и технологий параллельного программирования.
| | Поделиться |

План занятий

ЗанятиеЗаголовок <<Дата изучения
-
Лекция 1
3 минуты
Введение
Во введении дается общее представление об учебном курсе. Дается общее понятие и значимость параллельных вычислений для решения многих важных вычислительно-трудоемких задач. В качестве убедительных примеров приводятся задачи из разных областей науки и техники, отмечаются области знаний, в которых суперкомпьютерные технологии являются особо значимыми. В лекции обсуждаются знания и умения, необходимые для успешной деятельности в области суперкомпьютерных технологий, и рассматривается содержание учебного курса. В завершении лекции указывается учебно-методическая литература, которая может быть полезна при изучении курса.
Оглавление
    -
    Лекция 2
    2 минуты
    Параллельные вычислительные системы: краткий обзор и классификация
    В лекции рассматриваются возможные способы организации параллельных вычислений, обсуждаются различия между многозадачным режимом, параллельным и распределенным выполнением вычислений. Далее в лекции приводятся примеры параллельных вычислительных систем и дается их классификация
    Оглавление
      -
      Тест 1
      12 минут
      -
      Лекция 3
      2 минуты
      Общая характеристика многопроцессорных вычислительных систем
      В лекции проведена дальнейшая детализация класса многопроцессорных вычислительных систем. Даны ключевые определения мультипроцессора и мультикомпьютера. Приведена общая характеристика проблем, возникающих при параллельных вычислениях для систем с общей памятью (обеспечение однозначности кэш-памяти разных процессоров, необходимость синхронизации вычислений). Рассмотрена общая схема передачи сообщений для вычислительных систем с распределенной памятью. Приведены основные характеристики сетей передачи данных в многопроцессорных вычислительных системах
      Оглавление
        -
        Тест 2
        18 минут
        -
        Лекция 4
        2 минуты
        Оценка эффективности параллельных вычислений
        В лекции приводятся основные показатели качества для оценки эффективности разрабатываемых методов параллельных вычислений - ускорение (speedup), эффективность (efficiency), стоимость (cost) вычислений. Далее в лекции рассматривается методы построения оценок максимально достижимых значений показателей эффективности. Для получения таких оценок может быть использован закон Амдаля (Amdahl) и закон Густавсона-Барсиса (Gustafson-Barsis's law). Приводятся примеры для иллюстрации рассмотренных понятий
        Оглавление
          -
          Тест 3
          18 минут
          -
          Лекция 5
          2 минуты
          Анализ сложности вычислений и оценка возможности распараллеливания
          В лекции описывается модель вычислений в виде графа "операции-операнды" для описания существующих информационных зависимостей в выбираемых алгоритмах решения задач. Приводятся теоретические оценки для определения максимального возможного распараллеливания. Для демонстрации применимости рассмотренных моделей и методов анализа параллельных алгоритмов в разделе рассматриваются задачи нахождения частных сумм последовательности числовых значений и умножения матриц
          Оглавление
            -
            Тест 4
            18 минут
            -
            Лекция 6
            2 минуты
            Общая схема разработки параллельных методов
            В лекции рассмотрена методика разработки параллельных алгоритмов, которая включает этапы: разделение вычислений на независимые части, выделение информационных зависимостей, масштабирование имеющегося набора подзадач, распределение подзадач между процессорами, для демонстрации применимости рассмотренной методики приведен пример параллельного решения гравитационной задачи N тел
            Оглавление
              -
              Тест 5
              18 минут
              -
              Лекция 7
              3 минуты
              Программная система ПараЛаб для изучения и исследования методов параллельных вычислений
              В лекции рассматривается учебно-исследовательская система ПараЛаб, которая может быть использована для изучения и исследования методов параллельных вычислений. Дается общая характеристика системы и подробно рассматриваются правила ее использования
              Оглавление
                -
                Тест 6
                18 минут
                -
                5 часов
                -