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 курса состоит в изложении основных понятий параллельных вычислений, необходимых для последующего изучения моделей, методов и технологий параллельного программирования.
При изложении учебного материала курса у обучаемых предполагается наличие общих (начальных) знаний в области программирования.
| Время |
Лекции |
Тесты |
|
16:00 - 17:00
(Москва)
12 марта |
Введение в дисциплину и специальность
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.
|
|
|
16:00 - 17:00
(Москва)
19 марта |
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.
|
тест |
|
16:00 - 17:00
(Москва)
26 марта |
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.
|
тест |
|
16:00 - 17:00
(Москва)
02 апреля |
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.
|
тест |
|
16:00 - 17:00
(Москва)
09 апреля |
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.
|
тест |
|
16:00 - 17:00
(Москва)
16 апреля |
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.
|
тест |
|
16:00 - 17:00
(Москва)
23 апреля |
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.
|
тест |
