012 Кафедра компьютерных систем и технологий
Описание:
Дисциплина обеспечивает освоение основ организации параллельной обработки данных, получение практических навыков в решении типовых задач. Курс создает научно-техническую базу для участия выпускника в научных исследованиях и процессе проектирования высокопроизводительных управляющих систем реального масштаба времени, дает студентам целостное представление о современных технологиях параллельной обработки данных. Обеспечивает получение знаний в области основ теории и принципов построения современных инструментальных средств для реализации параллельных вычислительных процессов.
Для успешного освоения дисциплины необходимы знания по дисциплинам математического и естественнонаучного цикла.
Знания, полученные в результате освоения дисциплины, могут использоваться при проведении студентом научных исследований, при выполнении всех видов производственной практики и ВКР.
В рамках освоения дисциплины изучаются следующие вопросы. История параллелизма. Основные направления развития высокопроизводительной вычислительной техники. TOP500 – мировой рейтинг суперкомпьютеров. Последовательная, параллельная и конвейерная обработка данных. Виды параллелизма. Степень параллелизма алгоритма. Ускорение и эффективность параллельного алгоритма. Формальная модель ускорения параллельного алгоритма. Закон Амдала и его следствия, суперлинейное ускорение. Граф алгоритма. Ярусно-параллельная форма графа алгоритма. Алгоритмы матричной алгебры и их распараллеливание. Параллельные процессы. Организация взаимодействия и синхронизация параллельных процессов. Классификация систем параллельной обработки. Организация памяти в параллельных компьютерах. Особенности топологии параллельных компьютеров. Векторно-конвейерные компьютеры. Компьютеры с общей памятью. Компьютеры с распределенной памятью. Вычислительные кластеры. Метакомпьютинг и GRID – технология. Схемы вычислительного процесса для параллельных программ. Способы создания прикладного программного обеспечения для многопроцессорных систем. Технологии параллельного программирования MPI, OpenMP.
Структура:
Семестр |
Всего (ч) (Лекц / Практ. / Лаб.) |
Аттестация |
2 |
108 (30 / 0 / 15) |
Зачет с оценкой |
Итого |
108 (30 / 0 / 15) |
Зачет с оценкой |
Компетенции:
- УК-1 - Способен осуществлять критический анализ проблемных ситуаций на основе системного подхода, вырабатывать стратегию действий
- ПК-8.1 - Способен осуществлять проектирование, создание, применение и эксплуатацию высокопроизводительных вычислительных систем, а также создание и применение высокопроизводительных технологий с учетом требований к обеспечению безопасности и защите информации
- ПК-8.2 - Способен организовывать работу по сопряжению аппаратных и программных средств в составе защищенных высокопроизводительных вычислительных систем, а также применению высокопроизводительных технологий