Розподілені системи та паралельні обчислення
Спеціальність: Комп'ютерні науки (Системи штучного інтелекту)
Код дисципліни: 6.122.13.O.022
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Системи штучного інтелекту
Лектор: Мочурад Л.І.
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у студентів необхідних компетентностей:
фахові компетентності спеціальності (ФК):
• здатність застосовувати знання сучасних методів та засобів розподілених систем, паралельних обчислень;
• здатність застосовувати знання принципів WEB-технологій та методів і засобів їх використання для вирішення задач спеціальності;
фахові компетентності професійного спрямування (ФКС):
• здатність використовувати знання основ цифрової обробки сигналів та вміння використовувати їх при проектуванні систем технічного зору, опрацюванні мовних сигналів, аналізі та синтезі зображень.
Результати навчання: знати:
-основні особливості організації розподілених обчислень;
-основні програмні засоби, що забезпечують організацію розподілених обчислень, а також написання, налагодження та виконання розподілених програм;
- принципи організації паралельних обчислювальних систем;
- способи організації паралельної обробки інформації;
- засоби мовної та інструментальної підтримки розробки прикладного паралельного програмного забезпечення;
-основні тенденції розвитку даної предметної області;
вміти:
- застосовувати знання до використання розподілених обчислювальних систем;
- розробляти прості розподілені програми;
- використовувати існуючі розподілені системи для вирішення прикладних задач;
- вибирати мовні засоби відповідно зі специфікою розв'язуваної задачі;
- аналізувати алгоритми рішення прикладних завдань і адаптувати їх для паралельних обчислень;
- розробляти прикладні програми для мультиядерних обчислювальних систем;
- оцінювати ефективність застосування паралельного прикладного
програмного забезпечення.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Алгоритмізація і програмування
Чисельні методи
Системний аналіз
Організація баз даних та знань
Короткий зміст навчальної програми: Потреба вирішення складних прикладних завдань з великим об’ємом обчислень і принципова обмеженість максимальної швидкодії "класичних" - за схемою фон Неймана - ЕОМ привело до появи багатопроцесорних обчислювальних систем. Особливої значимості паралельні обчислення набули з переходом комп’ютерної індустрії на масовий випуск багатоядерних процесорів. Суперкомп’ютерні технології та обчислення з використанням паралельних обчислювальних систем стають важливим фактором науково-технічного прогресу; їх застосування набуває всеохоплюючого характеру.
У рамках курсу студентами вивчаються технології паралельних та розподілених обчислень, що використовуються для розв’язування складних задач різних прикладних галузей, коли потрібно забезпечити високу продуктивність передачі інформації, застосування великих об’ємів оперативної та постійної пам’яті. Ознайомлюються із сучасними парадигмами щодо програмування багатоядерних та кластерних систем, моделями паралельного програмування. Вивчаються інструменти та технології паралельного програмування.
Вивчаються методи ефективної паралельної обробки даних, що забезпечують максимальну продуктивність комп’ютерів, раціональний розподіл обсягів і структури пам’яті, ґрунтуються на мовах програмування, алгоритмах та чисельних методах, що дозволяють реалізувати технології паралельних та розподілених обчислень. Розглядаються стандарти паралельного програмування такі як OpenMP, MPI та їх реалізації, аплікація методів обробки великих даних із сучасними архітектурами багатоядерних процесорів.
Навчальна дисципліна «Технології розподілених та паралельних обчислень» відноситься до циклу загальної підготовки навчальної програми бакалавра за спеціальністю 122 «Комп’ютерні науки» (спеціалізація «Системи штучного інтелекту»).
Опис: Grid-технології
Паралельні обчислювальні методи
Базові алгоритми паралельних обчислень
Побудова паралельних обчислювальних систем
Засоби підтримки паралельних
обчислень (PVM, MPI)
Методи та критерії оцінювання: 1. Виконання лабораторних та практичних робіт та їх захист.
2. Написання контрольних робіт.
3. Написання розрахунково-графічної роботи
4. Екзамен.
Критерії оцінювання результатів навчання: Лабораторна робота, Практична робота, Розрахунково-графічна робота - 40 балів
Іспит, Усна компонента - 60 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Є.Ваврук, О.Лашко Організація паралельних обчислень// Навчальний посібник з дисципліни «Паралельні та розподілені обчислення» для студентів базового напряму 6.0915 — «Комп’ютерна інженерія» — Л.: Вид-во Нац. ун-ту «Львівська політехніка», 2007. — 70 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).