Главная
страница 1


Ф 27-019

Учреждение образования

Гродненский государственный университет имени Янки Купалы”





УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
математики и информатики

___________________ Е.Н. Ливак

«___» _______ _____ г.
Регистрационный № УД- _____/р.


ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ И КЛАСТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ




Учебная программа для специальности:

( рабочий вариант)
1–40 01 01 «Программное обеспечение информационных технологий»

1–40 01 01–01 «Компьютерные системы и Internet-технологии»

1–40 01 01–04 «Системы обеспечения безопасности данных»
Факультет математики и информатики
Кафедра программного обеспечения интеллекутальных и компьютерных систем

Курс (курсы) 4

Семестр (семестры) 7


Лекции 22 Экзамен: 7 семестр
Практические (семинарские)

занятия _________ Зачёт:


Лабораторные

занятия 28 Курсовой проект (работа) _____
Всего аудиторных часов Форма получения

по дисциплине 50 высшего образования дневная


Составил: преподаватель Тарасевич Ю. Г.
2010 г.
Рабочая программа составлена на основе типовой учебной программы для высших учебных заведений по специальности 1-40 01 01 Программное обеспечение информационых технологий по курсу “Языки программирования”, 2009 г. Регистрационный №ТД-I0491

Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры



программного обеспечения интеллектуальных и компьютерных систем
23 июня 2010г., протокол N°6
Заведующий кафедрой

____________________ В.Г.Родченко
Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании Методической комиссии по специальности (ям) факультета математики и информатики_______

29 июня 2010 г., протокол N°6


Председатель

___________________ Ю.Я. Романовский

Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании Совета факультета математики и информатики
30 июня 2010г., протокол N°6
Учёный секретарь

____________________ _________________

  1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА




    1. Цель преподавания дисциплины

Сформировать у студентов понимание концепций, лежащих в основе параллельных вычислений и устройства параллельных машин, снабдить студентов навыками разработки, отладки, тестирования, документирования программ, использующих методики параллельных вычислений


    1. Задачи изучения дисциплины

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать


  • основные концепции параллельных вычислений и устройства параллельных машин;

  • основные принципы технологии программирования параллельных вычислений и способы их реализации средствами языка программирования (C/C++) и среды MPI;

владеть навыками



  • проектирования, тестирования и отладки консольных приложений, использующих возможности среды обеспечения параллельных вычислений MPI (OpenMPI);

Данная дисциплина изучается в течение одного семестра. В программе представлено содержание лекций и лабораторных работ. Распределение часов приведено в таблице.


№ семестра

Лекции (часы)

Лабораторные занятия (часы)

Управляемая самостоятельная работа студента (часы)

7

22

28

0

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА


п/п


Наименование

раздела, темы дисциплины



Содержание в соответствии с

типовой учебной программой (учебной программой)





Тема 1. Введение.

Параллельные вычисления: значение и предметная область. Некоторые проблемы массовых вычислений.



Тема 2. Параллельные вычислительные машины и связные сети.

Классификация параллельных вычислительных машин. Основные виды конструктивного исполнения. Связные сети, статические и динамические. Основные топологии, их главные характеристики.



Тема 3. Параллелизм и параллелизация. Графовое представление программ.

Параллелизм расчёта. Параллелизация программы. Общие вопросы параллелизации. Графовое представление программ, обобщённая модель. Графы зависимостей, потоков, задач. Преобразование графовых моделей.



Тема 4. Декомпозиция задачи и анализ зависимостей.

Основные виды декомпозиции. Анализ зависимостей. Зависимости в итеративных вычислениях. Использование графов зависимостей и потоков.



Тема 5. Планирование расчёта задачи.

Планирование. Основные понятия. Основные эвристики планирования. Схемы приоритетов. Использование графа задач.



Тема 6. Параллельное программирование с передачей сообщений. Среда MPI.

Параллельное программирование с передачей сообщений. Основные проблемы. Среда MPI, основные понятия. Блокирующая и неблокирующая передача данных. Особые виды передачи данных. Типы данных, базовые и создаваемые. Группы, коммуникаторы, топологии.



Тема 7. Параллельное программирование с общей памятью. Среды Pthreads и OpenMP.

Параллельное программирование с общей памятью. Основные понятия и проблемы. Среда Pthreads. Работа с тредами. Синхронизация. Местность доступа к данным. Среда OpenMP, основные особенности.



Тема 8. Общие вопросы параллелизации. Параллельные алгоритмы.

Общие вопросы параллелизации. Декомпозиция расчёта и планирование нагрузки, некоторые эвристики. Основные модели параллельных алгоритмов.


3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА


№п/п

Название раздела,темы, занятия;

перечень изучаемых вопросов



Количество аудиторных часов

Материальное обеспечение занятия (наглядные, методические пособия и др.)

Литература

Формы контроля знаний

лекции

практические (семинарские) занятия

лабораторные занятия

управляемая самостоятельная работа студентов

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Тема 1. Введение.






















1.1

Параллельные вычисления: значение и предметная область. Некоторые проблемы массовых вычислений.

2










Материалы лекций







2.

Тема 2. Параллельные вычислительные машины и связные сети.






















2.1

Классификация параллельных вычислительных машин. Основные виды конструктивного исполнения. Связные сети, статические и динамические. Основные топологии, их главные характеристики.

2










Материалы лекций







3

Тема 3. Параллелизм и параллелизация. Графовое представление программ.






















3.1

Параллелизм расчёта. Параллелизация программы. Общие вопросы параллелизации. Графовое представление программ, обобщённая модель. Графы зависимостей, потоков, задач. Преобразование графовых моделей.

2










Материалы лекций







4

Тема 4. Декомпозиция задачи и анализ зависимостей.






















4.1

Основные виды декомпозиции. Анализ зависимостей. Зависимости в итеративных вычислениях. Использование графов зависимостей и потоков.

3










Материалы лекций







5

Тема 5. Планирование расчёта задачи.






















5.1

Планирование. Основные понятия. Основные эвристики планирования. Схемы приоритетов. Использование графа задач.

2










Материалы лекций







6

Тема 6. Параллельное программирование с передачей сообщений. Среда MPI.






















6.1

Параллельное программирование с передачей сообщений. Основные проблемы. Среда MPI, основные понятия. Блокирующая и неблокирующая передача данных. Особые виды передачи данных. Типы данных, базовые и создаваемые. Группы, коммуникаторы, топологии.

5




24




Материалы лекций







7

Тема 7. Параллельное программирование с общей памятью. Среды Pthreads и OpenMP.






















7.1

Параллельное программирование с общей памятью. Основные понятия и проблемы. Среда Pthreads. Работа с тредами. Синхронизация. Местность доступа к данным. Среда OpenMP, основные особенности.

2




4




Материалы лекций







8

Тема 8. Общие вопросы параллелизации. Параллельные алгоритмы.






















8.1

Общие вопросы параллелизации. Декомпозиция расчёта и планирование нагрузки, некоторые эвристики. Основные модели параллельных алгоритмов.

4










Материалы лекций










Итого 7 семестр:

22




28















4. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ





п/п

Перечень




Основная


1

В.В.Воеводин, Вл.В.Воеводин. Параллельные вычисления (М., 2002)

2

В.В.Воеводин. Вычислительная математика и структура алгоритмов (М., 2006)

3

Вл.В.Воеводин, С.А.Жуматий. Вычислительное дело и кластерные системы (М., 2007)

4

Топорков. Модели распределенных вычислений (М., 2004)

5

Grama, Gupta, Karypis, Kumar. Introduction to Parallel Computing, Second Edition (2003)

6

Sinnen. Task scheduling for parallel systems (2007)




Шпаковский, Серикова. Программирование для многопроцессорных систем в стандарте MPI (Мн., 2002)




MPI: A Message-Passing Interface Standard. Version 2.1. Message Passing Interface Forum. June 23, 2008 (www.mpi-forum.org/docs/)Блэк Ю. Сети ЭВМ: Протоколы, стандарты, интерфейсы: Пер. с англ М.: Мир, 1990. — 506 с.










Дополнительная

7

А.С.Антонов. Параллельное программирование с использованием технологии MPI (М., 2004)

8

А.С.Антонов. Параллельное программирование с использованием технологии OpenMP (М., 2009)

9

Шпаковский, Верхотуров, Серикова. Руководство по работе на вычислительном кластере (Мн., 2004)

10

Шпаковский, Серикова. Пособие по программированию матричных задач в MPI (Мн., 2002)

11

Шпаковский, Стецюренко, Верхотуров, Серикова. Применение технологии MPI в Грид (Мн., 2008)

12

Шпаковский. Организация параллельных ЭВМ и суперскалярных процессоров (Мн., 1996)

13

Шпаковский. Параллельные микропроцессоры для цифровой обработки сигналов и медиа данных (Мн., 2000)

14

Internet-источники.

5. ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ


ПО ИЗУЧАЕМОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ



Название дисциплины, с которой требуется согласование

Название кафедры

Предложения об изменениях в содержании учебной программы по изучаемой учебной дисциплине

Решение, принятое кафедрой, разработавшей учебную программу

(с указанием даты и номера протокола) 1

















































































































6. ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЕ

ПО ИЗУЧАЕМОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

на ____ / _____ учебный год




п/п


Дополнения и изменения

Основание


























































































































































Учебная программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры

(протокол № __ от _______ 200__ г.)

Заведующий кафедрой
__________________________ ______________ _______________________

(степень, звание) (И.О.Фамилия)



Смотрите также:
Учебная программа для специальности: ( рабочий вариант) 1-40 01 01 «Программное обеспечение информационных технологий»
99.78kb.
1 стр.
Учебная программа для специальности: ( рабочий вариант) 1-40 01 01 «Программное обеспечение информационных технологий»
160kb.
1 стр.
Учебная программа «Основы информационных технологий: аппаратное и программное обеспечение компьютера»
29.36kb.
1 стр.
Учебная программа для специальности: 1-40 01 01 Программное обеспечение информационных технологий 2010 г. Составитель
78.76kb.
1 стр.
Учебная программа курса " Программное обеспечение эвм" для специальности " Математика-информатика"
101.28kb.
1 стр.
Учебная программа (рабочий вариант) для специальности: 1-31 01 01 Биология специализации 1-31 01 01 05 Биохимия
266.48kb.
1 стр.
Методическое пособие для студентов специальности 1 58 01 01 «Инженерно-психологическое обеспечение информационных технологий»
418.48kb.
3 стр.
П. Ф. Лесгафта г. Санкт-Петербург Л. А. Заварухина информатика (лекции) Санкт-Петербург 2009 Содержание лекция
594.84kb.
4 стр.
2 программное обеспечение cals-технологий
57.03kb.
1 стр.
Программа дисциплины «Системное программное обеспечение»
246.8kb.
1 стр.
Учебная программа для: подготовительных занятий по дисциплине «Основы информационных технологий»
87.32kb.
1 стр.
Программ а экзамена по дисциплине «Структуры и алгоритмы обработки данных» осенний семестр для студентов 2 курса специальности 1-400101 «Программное обеспечение информационных технологий» № п/п
106.9kb.
1 стр.