Реферат: 1. Введение в предмет
Название: 1. Введение в предмет Раздел: Остальные рефераты Тип: реферат |
ПАРАЛЛЕЛЬНое программирование Кафедра систем телекоммуникаций, факультет физико-математических и естественных наук Обязательная дисциплина, привязанная к семестру Трудоемкость – 4 кредита, 2 часа лекций и 2 часа лабораторных занятий в неделю Цель курса Целью курса является изучение принципов и освоение практических навыков параллельного программирования с использование технологии MPI. В процессе изучения курса даются базовые понятия о параллельных компьютерах и супер-ЭВМ, рассматриваются особенности программирования на массивно-параллельных компьютерах. Содержание курса Лекции Тема 1. Введение в предмет Параллельные компьютеры и суперЭВМ; суперЭВМ и сверхвысокая производительность; увеличение производительности ЭВМ; параллельная обработка данных на ЭВМ; краткая история появления параллелизма в архитектуре ЭВМ; использование параллельных вычислительных систем. Тема 2. Особенности программирования на массивно-параллельных компьютерах Общая структура компьютера CRAY Y-MP C90; разделяемые ресурсы процессора; вычислительная секция процессора; секция управления процессора; параллельное выполнение программ; пиковая производительность CRAY Y-MP C90. Пиковая производительность компьютера CRAY C90; понятие о векторизации программ; анализ узких мест в архитектуре компьютера CRAY C90 (один процессор); суммарное влияние отрицательных факторов на производительность компьютера. Массивно-параллельные компьютеры, общие черты; общая структура компьютера CRAY T3D; коммуникационная сеть; особенности синхронизации процессорных элементов; факторы, снижающие производительность параллельных компьютеров. Тема 3. Технологии параллельного программирования. Message Passing Interface (MPI) MPI. Терминология и обозначения; общие процедуры MPI; прием/передача сообщений между отдельными процессами; объединение запросов на взаимодействие; совмещенные прием/передача сообщений; коллективные взаимодействия процессов; синхронизация процессов; работа с группами процессов; предопределенные константы; примеры MPI-программ. Лабораторные занятия 1. Введение в операционную систему UNIX, параллелизм и его использование. 2. Общая структура программы, общие функции MPI; прием/передача сообщений с блокировкой; различные виды операторов Send. 3. Прием/передача сообщений без блокировки; различные виды операторов Wait и Test. 4. Отложенные взаимодействия; предотвращение тупиковых ситуаций, совмещенные прием и передача сообщений; барьерная синхронизация. 5. Коллективные взаимодействия процессов. Операции с группами процессов и коммуникаторами; виртуальные топологии. 6. Производные типы данных; упаковка данных. Темы контрольных работ Промежуточный контроль знаний Контрольная работа № 1. Теоретические вопросы по темам Общая структура компьютера CRAY Y-MP C90; параллельное выполнение программ; понятие о векторизации программ; суммарное влияние отрицательных факторов на производительность компьютера. Практические задания по темам Введение в операционную систему UNIX, параллелизм и его использование. Общая структура программы, общие функции MPI; прием/передача сообщений с блокировкой; различные виды операторов Send. Прием/передача сообщений без блокировки; различные виды операторов Wait и Test. Контрольная работа № 2. Теоретические вопросы по темам Массивно-параллельные компьютеры; коммуникационная сеть; особенности синхронизации процессорных элементов; факторы, снижающие производительность параллельных компьютеров. Практические задания по темам Отложенные взаимодействия; предотвращение тупиковых ситуаций, совмещенные прием и передача сообщений; барьерная синхронизация. Коллективные взаимодействия процессов. Операции с группами процессов и коммуникаторами; виртуальные топологии. Производные типы данных; упаковка данных. Итоговый контроль знаний. Контрольная работа № 3. Теоретические вопросы по темам Общие процедуры MPI; коллективные взаимодействия процессов; синхронизация процессов; работа с группами процессов. Литература Обязательная 1. В.В.Воеводин, Вл.В.Воеводин Параллельные вычисления, БХВ-Петербург, 2002, 608 стр. 2. А.С.Антонов Введение в параллельные вычисления (методическое пособие), изд-во Физического факультета МГУ, 2002, 70 стр. Дополнительная1. С.А.Немнюгин, О.Л.Стесик Параллельное программирование для многопроцессорных вычислительных систем, БХВ-Петербург, 2002, 400 стр. 2. В.Д.Корнеев Параллельное программирование в MPI, изд-во СО РАН, Новосибирск, 2000, 213 стр.
Программу составил: Кулябов Дмитрий Сергееевич, Кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры систем телекоммуникаций, факультет физико-математических и естественных наук. |