Методы, алгоритмы и инструменты для параллельных вычислений (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Утверждаю Проректор по учебно-методической работе (подпись, расшифровка подписи) “____”______________2012 г

МЕТОДЫ, АЛГОРИТМЫ И ИНСТРУМЕНТЫ

ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

Разработчик программы повышения квалификации:

, ст. преподаватель кафедры ВТ, к. т.н.

Составителm учебно-тематического плана программы повышения квалификации:

, ст. преподаватель кафедры ВТ, к. т.н.

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1 Категории слушателей, на обучение которых рассчитана программа повышения квалификации (далее - программа):

- преподаватели вузов и студенты;

1.2 Сфера применения слушателями полученных профессиональных компетенций, умений и знаний:

- образовательный процесс в вузе в соответствии с ФГОС ВПО и научные исследования.

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДГОТОВКИ ПО ПРОГРАММЕ

2.1 Нормативный срок освоения программы – 72 часа.

2.2 Режим обучения 12 часов в неделю.

2.3 Формы обучения с частичным отрывом от работы.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ

Слушатель, освоивший программу, должен:

3.1 обладать профессиональными компетенциями:

ПК-4 - способность к развитию профессионально важных и значимых качеств личности;

ПК 6 - готовность к поиску, созданию, распространению, применению инноваций и научных достижений в образовательном процессе для решения профессионально-педагогических задач.

3.2 владеть:

- методами и технологиями разработки программ для высокопроизводительных систем;

- навыками разработки алгоритмов с использованием параллельных вычислений;

3.3 уметь:

- вводить в учебный процесс изучение элементов суперкомпьютерных технологий в рамках существующих дисциплин или спецкурсов;

- создавать мотивацию студентов к познанию и изучению суперкомпьютерных технологий.

3.4 знать:

- области применения суперкомпьютерных технологий;

- особенности разработки алгоритмов и программ для параллельных вычислительных систем;

- современные архитектуры высокопроизводительных вычислительных систем;

- особенности разработки программ с использованием технологий OpenMp, MPI.

4 СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ

Таблица 1

№ пп	Наименование модулей	Всего, час.	В том числе:
			Лекции	Практические занятия (семинары), лабораторные работы	Выездные занятия
1	2	3	4	5	6
1	Модуль 1«Области применения высокопроизводительных систем. Опыт преподавания суперкомпьютерных технологий в ведущих университетах России»	10	10	-
2	Модуль2 «Математические основы параллельных вычислений»	14	8	6
3	Модуль 3 «Операционные системы: аспекты параллелизма»	10	10	-
4	Модуль 4 «Технология параллельного программирования MPI»	14	6	8
5	Модуль 5 «Технология параллельного программирования OpenMP»	14	6	8
6	Модуль 6 «Инcтрументы Intel для параллельных вычислений»	10	4	6
Итоговая аттестация
Итого	72ч.	44ч.	28ч.

5 МИНИМУМ СОДЕРЖАНИЯ ПРОГРАММЫ

5.1 Учебно-тематический план программы

Таблица 2

№ пп	Наименование модулей, разделов и тем	Всего, час.	В том числе:
			Лекции	Практические занятия (семинары), лабораторные работы	Выездные занятия
1	2	3	4	5	6
1	Модуль 1 «Области применения высокопроизводительных систем. Опыт преподавания суперкомпьютерных технологий в ведущих университетах России»»	10	10	-
	Тема 1 «Области применения суперкомпьютерных технологий»	2	2
	Тема 2 «Проект «Суперкомпьютерное образование»»	2	2
	Тема 3 «Опыт преподавания технологий в ведущих университетах России суперкомпьютерных. Перспективы развития суперкомпьютерных технологий»	2	2
	Тема 4 «Архитектура параллельных вычислительных систем»	4	4
2	Модуль 2 «Основы параллельных вычислений»	14	8	6
	Тема1 «Графовые модели программ»	2	2
	Тема 2 «Виды параллелизма. Эквивалентные преобразования программ»	2	2
Продолжение таблицы 2
№ пп	Наименование модулей, разделов и тем	Всего, час.	В том числе:
			Лекции	Практические занятия (семинары), лабораторные работы	Выездные занятия
	Тема 3 «Типовые информационные структуры»	2	2
	Тема 4 «Компьютерная арифметика»	8	2	6
3	Модуль 3 «Операционные системы: аспекты параллелизма»	10	10
	Тема 1 «Процессы и потоки»	2	2
	Тема 2 «Планирование центрального процессора»	2	2
	Тема 3 «Вопросы синхронизации»	4	4
	Тема 4 «Взаимоблокировка»	2	2
4	Модуль 4 «Технология параллельного программирования MPI»	14	6	8
	Тема 1 «MPI: основные понятия и определения»	2	2
	Тема 2 «Введение в разработку параллельных программ с использованием MPI»	6	4	4
	Тема 3 «Операции передачи данных между двумя процессами»	6	2	4
5	Модуль 5 «Технология параллельного программирования OpenMP»	14	6	8
	Тема 1. «Обзор технологии OpenMP»	2	2
Продолжение таблицы 2
№ пп	Наименование модулей, разделов и тем	Всего, час.	В том числе:
			Лекции	Практические занятия (семинары), лабораторные работы	Выездные занятия
	Тема 2. «Директивы OpenMP»	6	2	4
	Тема 3. «Библиотека функций OpenMP»	6	2	4
6	Модуль 6 «Инструменты Intel для параллельных вычислений»	10	4	6
	Тема1 «Отладка парал-лельной программы с использованием Intel Thread Checker»	4	2	2
	Тема2 «Введение в профилировку и оптимизацию по скорости параллельных программ в системах с общей памятью»	6	2	4
Итоговая аттестация
Итого	72ч.	48ч.	24ч.

5.2 Учебная программа по модулю