Математико-механический факультет




Скачать 283.75 Kb.
НазваниеМатематико-механический факультет
страница1/3
Дата21.01.2013
Размер283.75 Kb.
ТипДокументы
  1   2   3

Титульный лист




Федеральное агентство по образованию Российской Федерации




Санкт-Петербургский государственный университет




Математико-механический факультет




















































































































































Регистрационный номер
рабочей программы учебной дисциплины:










код года утверждения

/

код факультета

/

порядковый номер учебной дисциплины
























































































РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ




«Введение в теорию параллельных вычислений»














































основной образовательной программы высшего профессионального образования










подготовки по специальности

010503

Математическое обеспечение и администрирование информационных систем




по профилю

По всем профилям ООП




для получения квалификации (степени)

специалист














































Рабочая программа учебной дисциплины может использоваться при совпадении значения трудоёмкости в зачётных единицах в одной или нескольких основных и дополнительных образовательных программах, характеристики которых указываются на титульном листе














































код дисциплины

Б32(?)

по учебному плану

?? /?? /??

форма обучения

очная




виды промежуточной аттестации:

зачётов

1

экзаменов

















































Рабочая программа учебной дисциплины может соответствовать одному или нескольким учебным планам образовательных программ, в том числе по различным формам обучения, в этом случае все соответствующие коды, виды и количество процедур промежуточной аттестации указываются на титульном листе



























































































Трудоёмкость учебной дисциплины

 3

зачётных единиц



























































































Санкт-Петербург




2009







Раздел 1. Характеристики, структура и содержание учебной дисциплины
















1.1. Цели и результаты изучения дисциплины







Дисциплина «Введение в теорию параллельных вычислений» является одной из основных дисциплин цикла (Б3), формирующего подготовку специалиста в области высокоэффективных вычислений на современных вычислительных системах. Она представляет собой комплекс знаний, умений и навыков, позволяющих овладеть основами теории параллельных вычислений на современных многопроцессорных компьютерах, а также получить некоторые представления о практическом применении распараллеливания, его реализуемость, оптимизацию времени работы по его созданию и отладке.

Отдельные параметры односеместрового семинара могут варьироваться по степени сложности в зависимости от уровня подготовки студентов. Семинар строится на принципах компетентностного, деятельностного подхода к вычислениям как средству обоснованного проведения различных расчетов, с применением высокопроизводительных компьютеров с распределенной памятью, что предполагает классификацию содержания обучения по следующим видам деятельности: изучение основных концепций параллельного программирования, изучение средств распараллеливания, изучение элементов программирования, составление алгоритмов, проведение простейших вычислений.

Основным методологическим принципом построения программы семинара, равно как и всей концепции обучения основам распараллеливания в целом, является принцип поэтапного системного накопления знаний и формирования необходимых компетенций по модели: от простого и/или знакомого - к сложному и/или незнакомому, а основной методологической стратегией прохождения отдельных разделов программы является ступенчатость и цикличность, предусматривающие постепенный возврат к ранее усвоенному материалу на более высоком языковом и концептуальном уровне.

Цель изучения дисциплины: обучение студентов методам распараллеливания вычислений с использованием мощных вычислительных систем с распределенной памятью, развитие у студентов доказательного, логического мышления; знакомство с различными языками, применяемыми на упомянутых системах, подготовка к самостоятельному решению различных алгоритмических задач с использованием этих систем.







1.2. Язык(и) обучения







Русский







1.3. Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)







Программа семинара предназначена для студентов 3 курса и рассчитана на студентов, изучавших численные методы и программирование в объеме первых двух курсов обучения и владеющих базовыми навыками работы с компьютером.

Максимальная эффективность программы будет обеспечена при условии, что студент:

  • Владеет основами численных методов.

  • Владеет основами программирования, достаточными для составления простейших программ.










1.4. Перечень компетенций, формируемых при изучении дисциплины (с указанием кодов)







    ОК-1, ОК-11- быть способным приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии; ПК-12 – понимать значение фундаментальных знаний при изучении компьютерных дисциплин; ПК-22 - иметь способность к эффективному применению и реализации математически сложных алгоритмов в современных программных комплексах.







1.5. Знания, умения, навыки, осваиваемые обучающимся при изучении дисциплины







Основной целью семинара является овладение студентами теоретических основ техники распараллеливания вычислений и применение полученных знаний, а именно:

  • знание содержания дисциплины "Введение в теорию параллельных вычислений" и обладание достаточно полным представлением о возможностях применения разделов курса в различных прикладных областях науки и техники;

  • умение проводить вычисления на современных высокопроизводительных вычислительных системах с общей памятью в соответствии с программой курса.

  • Развитие способности дальнейшего освоения методов распараллеливания вычислений, способами и средствами организации параллельных потоков на вычислительных системах с распределенной и общей памятью, развития навыков работы с компьютером как средством управления информацией.

  • Ускорение вычислений при распараллеливании выполнения программы с использованием соответствующих интерфейсов.







1.6. Перечень и объём активных форм учебной работы по дисциплине







Аудиторная учебная работа: теоретические занятия в объеме 2 часов в неделю, (при наличии в Университете компьютерных классов) и текущее тестирование, текущие тесты контрольные работы (комплексное тестирование) в конце семестра.

Самостоятельная работа:

а) под руководством преподавателя

проведение экспериментов по распараллеливанию вычислений

проведение экспериментов по влиянию погрешностей, связанных с округлением чисел и особенностями машинной арифметики, на результаты вычислений

б) в присутствии преподавателя (работа студента в компьютерном классе открытого доступа при выполнении контрольных заданий)

в) без участия преподавателя (индивидуальная работа с доступными информационными и образовательными ресурсами, имеющимися в библиотеке, в открытом доступе в сети Интернет и локальной сети Университета с целью преодоления индивидуальных трудностей в освоении отдельных разделов курса, а также удовлетворения личных познавательных потребностей.







1.7. Организация изучения дисциплины, текущего контроля успеваемости
и промежуточной аттестации


Объёмы учебной работы и трудоёмкость по ООП 010503







Модули учебной дисциплины

Аудиторная учебная работа обучающихся

Самостоятельная работа)

Объём активных форм учебной работы (часов)

Трудоёмкость

(в зачётных единиц.)

лекции

семинары

консультации

практические
занятия

лабораторные
работы

контрольные
работы

коллоквиумы

под руководством
преподавателя

в присутствии
преподавателя

без участия
преподавателя

Пятый семестр

1-й модуль: Проблемы распараллеливания и тенденции развития




12






















7

7


1




10






















10

2-й модуль: Программные средства




12






















6

7

1




10






















10

3-й модуль: Передача сообщений. Анализ эффективности




10

1



















6

6

1




10

10



















10

ИТОГО ЧАСОВ:




34

1



















19

20

3 з.е.



















Виды, формы и сроки текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации







Периоды обучения

Промежуточная аттестация

Текущий контроль

Сроки

Вид и количество аттестаций

Модули учебной

дисциплины

Формы текущего контроля

Сроки текущего контроля

по ООП 010503

С5

18-21 неделя

зачет - 1


1-й модуль: Проблемы распараллеливания и тенденции развития

Текущий контроль (по завершении каждой темы) - тест





2-й модуль: Программные средства







3-й модуль: Передача сообщений. Анализ эффективности

Итоговый контроль (в конце семестра) - беседа на одну из пройденных тем.













1.8. Структура и содержание учебной дисциплины







Модуль 1 «Проблемы распараллеливания и тенденции развития»

  1. Асинхронное Взаимодействие. Детерменизм.

  2. Отображение. Модульность.

  3. Высокопроизводительный Фортран (HPF). Проблемы производительности. Встроенные средства.

  4. Распараллеливание метода Гаусса. Реализация алгоритма в HPF.

  5. Проектирование и построение параллельных алгоритмов.

  6. Параллельные компьютеры и вычисления.

  7. Тенденции приложений и проектов.

  8. Тенденции проектирования сетей.

  9. Планирование параллельных алгоритмов. Планирование. Разделение.

  10. Закон Амдала. Экстраполяция наблюдений. Асимптотический анализ.

  11. Время коммуникаций и простоя. Эффективность. Модели для разработки.

  12. Стоимость передачи сообщений. Сеть Ethernet.

  13. Варианты сетей. Конкуренция за захват канала.

  14. Алгоритмы кратчайшего пути. Алгоритмы Флойда.

  15. Алгоритмы Дейкстры.










Модуль 2 «Программные средства»

  1. Анализ производительности. Свертка FFT

  2. Композиционный C++

  3. Пространство кортежей. Перемножение матриц. Систолический алгоритм.

  4. Fortran M. Коммуникации. Кольцевой канал. Поиск.

  5. Fortran M. Асинхронная коммуникация. Неструктурированная коммуникация.

  6. Параллельное программирование на Fortran M. Модульность.

  7. Библиотека передачи сообщений. Производительность.

  8. Параллельное программирование при вычислении матрицы Фока.

  9. Параллелизм в проблемах науки и экономики. Взаимодействие память-диск.

  10. Научные приложения. Коммерческие приложения.

  11. Платформы параллельного программирования. Компенсация задержек.

  12. Многопоточность: плюсы и минусы. Классификация SIMD и MIMD

  13. Коммуникационная модуль параллельного программирования.

  14. Платформы, базирующиеся на передаче сообщений.

  15. Средства исследования производительности. Профили.










Модуль 3 «Передача сообщений. Анализ эффективности»

  1. Анализ производительности. Счетчики.

  2. Интерфейс передачи сообщений MPI. Основы.

  3. Процедуры и языковые привязки. (Fortran, C, C++)

  4. Проектирование и построение параллельных алгоритмов. Инструменты.

  5. Параллельная среда IBM.

  6. Ограничения, накладываемые производительностью на память.

  7. Задержка исполнения. Пропускная способность. Кэш и его роль.

  8. Алгоритмы гиперкуба. Векторное сокращение.

  9. Матричное произведение. Сортировка.

  10. Алгоритмы гиперкуба. Транспонирование матрицы.

  11. Сортировка слиянием.

  12. Топология сети и ее роль при распараллеливании.

  13. Параллельные компьютерные платформы. Неявный параллелизм.

  14. Тренды в микропроцессорной архитектуре. Ограничения, связанные с производительностью памяти.

  15. Дихотомия и параллелизм.










  1   2   3

Похожие:

Математико-механический факультет iconМатематико-механический факультет

Математико-механический факультет iconМатематико-механический факультет

Математико-механический факультет iconМатематико-механический факультет

Математико-механический факультет iconМатематико-механический факультет

Математико-механический факультет iconНаш курс санкт-петербургский государственный университет математико механический факультет 1947-1952
Перед вами коллективный портрет одного выпуска математико-механического факультета Санкт-Петербургского (Ленинградского) государственного...
Математико-механический факультет icon2011/2012 учебного года Математико-механический факультет

Математико-механический факультет iconМатематико-механический факультет
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Математико-механический факультет icon2011/2012 учебного года Математико-механический факультет
Специальность 010503 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем»
Математико-механический факультет iconРасписание зимней промежуточной аттестации 2012/2013 учебного года Математико-механический факультет Направление 010400 «Прикладная математика и информатика»

Математико-механический факультет iconПетербургский Государственный Университет Математико-Механический Факультет Кафедра Системного Программирования
Сравнение различных методов хранения xml в реляционных базах данных и в разных системах
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница