Читать онлайн «Многопроцессорные системы и параллельное программирование: Рабочая программа дисциплины»

УЧЕБНАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по общему курсу "Многопроцессорные системы и параллельное программирование" для студентов, обучающихся по программе подготовки бакалавров физико-математических наук по направлению "Прикладная математика и информатика" Курс третий Семестр пятый Практические и лабораторные занятия 36 часов Зачет 5 семестр Программа разработана профессором кафедры математического обеспечения ЭВМ факультета вычислительной математики и кибернетики Нижегородского госуниверситета доктором технических наук В. П. Гергелем. 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА 1. Цель преподавания курса Потребность решения сложных прикладных задач с большим объемом вычислений и принципиальная ограниченность максимального быстродействия "классических" - по схеме фон Неймана - ЭВМ привели к появлению многопроцессорных вычислительных систем (МВС). Использование таких средств вычислительной техники позволяет существенно увеличивать производительность ЭВМ при любом существующем уровне развития компьютерного оборудования. При этом, однако, необходимо "параллельное" обобщение традиционной - последовательной - технологии решения задач на ЭВМ. Так, численные методы в случае МВС должны проектироваться как системы параллельных и взаимодействующих между собой процессов, допускающих исполнение на независимых процессорах. Применяемые алгоритмические языки и системное программное обеспечение должны обеспечивать создание параллельных программ, организовывать синхронизацию и взаимоисключение асинхронных процессов и т. п. Предметом рассмотрения настоящего курса и является изучение перечисленного круга вопросов. Цель курса состоит в изложении математических моделей и методов параллельного программирования для многопроцессорных вычислительных систем. 2. Задачи курса Использование многопроцессорных вычислительных систем предполагает практическое освоение следующих разделов параллельного программирования: • Архитектурные принципы реализации параллельной обработки в вычислительных машинах; • Методы и языковые механизмы конструирования параллельных программ; • Параллельные вычислительные методы. Изучение перечисленных тем достигается наличием в настоящем курсе следующего набора разделов: • Цели и задачи параллельной обработки данных. • Принципы построения параллельных вычислительных систем. 1  • Моделирование и анализ параллельных вычислений. • Принципы разработки параллельных алгоритмов и программ. • Системы разработки параллельных программ. • Параллельные численные алгоритмы для решения типовых задач вычислительной математики. Выполнение практических заданий по разработке параллельных алгоритмов и программ осуществляется на высокопроизводительном вычислительном кластере Нижегородского университета. 3. Дисциплины, изучение которых необходимо при освоении данного курса Изложение курса опирается на основные курсы "ЭВМ и программирование", "Архитектура ЭВМ".