Технології розподілених систем та паралельних обчислень

Спеціальність: Комп'ютерні науки
Код дисципліни: 6.122.15.E.059
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Інформаційних систем і технологій
Лектор: к.ф.-м. н. Сенета М.Я.
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Результати навчання: В результаті вивчення дисципліни студент повинен знати: базові принципи паралельних та розподілених обчислень, основні класи паралельних обчислювальних систем, рівні паралелізації обчислень, особливості їх архітектури та програмування, методи оцінки продуктивності; застосування розподілених систем у різних областях; проблему відображення програм та алгоритмів на архітектурі паралельних обчислень; основні паралельні методи розв’язання задач; основи технологій паралельних та розподілених обчислень. В результаті вивчення дисципліни студент повинен вміти: виконувати обчислення показників програм та аналізувати їх. Визначати тип та характеристики наявного обладнання та обирати найбільш ефективну реалізацію залежно від вибраних характеристик. Виконувати SIMD команди при програмуванні мовами високого рівня; Розробляти паралельні алгоритми; Розробляти паралельні програми за допомогою засобів операційних систем та сучасних технологій; Оцінювати складність та ефективність програм за допомогою сучасних засобів профілювання. В результаті вивчення дисципліни студент повинен отримати навички: програмування на мові високого рівня С++ з бібліотеками OMP та MPI.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Основи програмування, Об'єктно-орієнтоване програмування, Системне програмування
Короткий зміст навчальної програми: Основні конструкції OpenMP. Паралельне програмування з використанням OpenMP. Додаткові можливості OpenMP. Загальні процедури МРІ. Групи і комунікатори. Віртуальні топології. Виявлення паралелізму алгоритмів на основі аналізу графів. Найпростіші паралельні алгоритми. Ефективність паралельних обчислювальних методів під час розв’язування нелінійної задачі Коші для ЗДР.
Методи та критерії оцінювання: - поточний контроль (тематичний контроль, індивідуальний контроль) (40 балів) - підсумковий контроль (60 балів)
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. С. Немнюгин, О. Стесик, Параллельное программирование для многопроцессорных вычислительных систем. "БХВ", Санкт-Петербург, 2002 г., 396 с. 2. В.В. Воеводин, Вл.В. Воеводин, Параллельные вычисления. "БХВ", Санкт-Петербург, 2002 г., 599 с. 3. С. Немнюгин, О. Стесик, Современный Фортран. Самоучитель. "БХВ", Санкт- Петербург, 2004 г., 481 с. Додаткова 4. Корнеев В.В. Параллельные вычислительные системы. - М.: Нолидж, 1999 г. 5. Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. Параллельные вычисления. - СПб.: БХВ-Петербург, 2002 г. 6. Гергель В.П. Теория и практика параллельных вычислений. Учебное пособие. - М.: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007 г.