Опубликован: 17.10.2008 | Уровень: специалист | Доступ: свободно
Основы параллельных вычислений 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.
Необходимые знания: При изложении учебного материала курса у обучаемых предполагается наличие общих (начальных) знаний в области программирования.

План занятий

ЗанятиеЗаголовок <<Дата изучения
23 апреля 2014
00:00
Лекция 1
1 час
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
    5 марта 2014
    16:00
    Лекция 2
    1 час
    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
      12 марта 2014
      16:00
      Тест 1
      12 минут
      12 марта 2014
      00:00
      Лекция 3
      1 час
      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
        19 марта 2014
        16:00
        Тест 2
        18 минут
        19 марта 2014
        00:00
        Лекция 4
        1 час
        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
          26 марта 2014
          16:00
          Тест 3
          18 минут
          26 марта 2014
          00:00
          Лекция 5
          1 час
          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
            2 апреля 2014
            16:00
            Тест 4
            18 минут
            2 апреля 2014
            00:00
            Лекция 6
            1 час
            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
              9 апреля 2014
              16:00
              Тест 5
              18 минут
              9 апреля 2014
              00:00
              Лекция 7
              1 час
              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
                16 апреля 2014
                16:00
                Тест 6
                18 минут
                16 апреля 2014
                00:00
                5 часов
                23 апреля 2014
                00:00
                Владислав Нагорный
                Владислав Нагорный
                Высшее образование
                Лариса Парфенова
                Лариса Парфенова
                Экстерн
                Евгений Жуков
                Евгений Жуков
                Россия
                Сергей Суховий
                Сергей Суховий
                Украина, Сумы