Паралельні обчислення та GRID-технології
Спеціальність: Комп'ютерний еколого-економічний моніторинг
Код дисципліни: 7.122.08.E.016
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Інформаційних систем і технологій
Лектор: старший викладач, к.т.н. Ялечко В.І.
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Внаслідок вивчення навчальної дисципліни фахівець повинен знати про закріплення теоретичних знань, вмінь та навичок розробки і аналізу паралельних алгоритмів, розробки та налагодження програм для паралельних комп’ютерних систем, отримання практичних навичок по роботі з паралельними мовами (Java, C#, Ada) та бібліотеками паралельного
програмування.
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
інтегральна компетентність:
Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми під час професійної діяльності у галузі комп’ютерних наук та інформаційних технологій або у процесі навчання, що пов’язані з комп’ютерним еколого-економічним моніторингом.
загальні компетентності:
ЗК 1. Здатність застосування знань в галузі фундаментальних наук для засвоєння професійних дисциплін.
ЗК 2. Володіння навичками в галузі комп’ютерних наук та інформаційних технологій, зокрема комп’ютерному еколого-економічному моніторингу.
ЗК 4. Здатність до аналізу та синтезу.
ЗК 5. Здатність застосувати знання на практиці.
ЗК 9. Здатність розв’язувати поставлені задачі та приймати відповідні обґрунтовані рішення.
спеціальні компетентності:
СК 1. Практичні навички з предметної області.
СК 2. Знання, розуміння і використання сучасних інформаційних технологій.
СК 3. Знання, розуміння і використання основних методів, підходів та інструментів розробки програмного забезпечення.
СК 4. Здатність продемонструвати знання і розуміння принципів створення та функціонування інформаційних продуктів, систем та комплексів.
СК 5. Здатність формувати і підтримувати програмні системи.
СК 8. Навички створення мобільних додатків.
СК 9. Вміння та навички роботи з хмарними сервісами.
СК 10. Навички створення додатків до WEB-сервісів для обробки даних з використанням сервлетів.
Результати навчання: В результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен:
знати: основні терміни і поняття, математичний апарат і моделі паралельних і розподілених обчислень; теоретичні основи організації паралельних і розподілених обчислювальних процесів, розпаралелювання алгоритмів, перетворення послідовних програм в паралельні
уміти: використовувати концепції паралельної обробки інформації, використовувати, розробляти та досліджувати алгоритми функціонування комп’ютеризованих систем методами неперервної, дискретної математики, математичної логіки тощо; використовувати розподілену
парадигму проектування програмного забезпечення; використовувати інструментальні засоби для організації паралельних і розподілених обчислювальних процесів.
У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання:
ПР 2. Використовувати базові знання сучасних інформаційних систем та технологій, навички програмування, технології безпечної роботи в комп'ютерних мережах, методи створення баз даних та інтернет-ресурсів, технології розроблення алгоритмів і комп’ютерних програм мовами високого рівня із застосуванням об’єктно-орієнтованого програмування для розв’язання задач проектування і використання інформаційних систем та технологій.
ПР 3. Проводити системний аналіз об’єктів проектування та обґрунтовувати вибір структури, алгоритмів та способів створення інтелектуальних систем.
ПР 6. Демонструвати практичні навички програмування та використання прикладних і спеціалізованих комп’ютерних систем та середовищ з метою їх запровадження у професійній діяльності.
ПР 9. Здійснювати об’єктно-орієнтований аналіз та проектування
УМ 1.3. Вміти математично формулювати та досліджувати неперервні та дискретні математичні моделі, обґрунтовувати вибір методів і підходів для розв’язування теоретичних і прикладних задач у галузі комп’ютерних наук, аналізу та інтерпретування.
УМ 1.4. Використовувати базові знання і навички для розроблення компонент візуалізації роботи інтелектуальних систем.
УМ 1.6. Створювати технології аналізу великих даних на основі використання інтелектуальних програмних компонентів, штучних нейронних мереж, машинного навчання, еволюційного моделювання, генетичних алгоритмів та нечіткої логіки.
УМ 2.2. Демонструвати знання базових понять теорії алгоритмів, формальних моделей алгоритмів, примітивно рекурсивних, загально-рекурсивних і частково-рекурсивних функцій, питань обчислюваності, розв’язності та нерозв’язності масових проблем, понять часової та просторової складності алгоритмів при розв’язуванні обчислювальних задач. УМ 2.3. Вміти забезпечувати організацію обчислювальних процесів в інформаційних системах різного призначення з урахуванням архітектури, конфігурування, показників результативності функціонування операційних систем і системного програмного забезпечення.
АіВ1. Здатність адаптуватися до нових умов.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Системне програмування
Операційні системи
Об‘кно-орієетоване програмування
Комп‘ютерна схемотехніка та архітектура комп‘ютерів
Чисельні методи
Короткий зміст навчальної програми: Програма вивчення нормативної навчальної дисципліни “ Паралельні обчислення та GRID-технології” складена відповідно до освітньо-професійної програми підготовки магістра “Комп’ютерний еколого-економічний моніторинг”. Предметом вивчення навчальної дисципліни є розвиток практичних та теоретичних навичок розробки, застосування та аналізу розпаралелюваних алгоритмів, розвиток практичних основ виявлення паралелізму, робота із розподіленими алгоритмами.
Опис: Багатопроцесорні системи. Базові технології розробки розподілених систем. Принципи розробки розподілених систем. Віддалені виклики процедур. Використання Sun RPC. Використання Microsoft RPC. Обробка помилок і координація в розподілених системах. Розподілені файлові системи. Організація розподілених файлових систем. Файлова система NFS. Файлова система Microsoft DFS. Сучасні архітектури розподілених систем. Кластерні системи. Grid-системи.
Лекція.1. Основні поняття про паралельні обчислення
Лекція 2. Методи оцінки продуктивності паралельних алгоритмів і систем
Лекція 3. Організація мереж Петрі
Лекція 4. Розробка паралельного алгоритму
Лекція 5. Структури зв’язку між процесорами
Лекція 6. Основні класи сучасних паралельних комп'ютерів
Методи та критерії оцінювання: Методи контролю знань та умінь здобувача при вивченні дисципліни включають:
1. Поточний контроль роботи здобувача:
за допомогою усного опитування під час допуску до лабораторних занять;
захист виконаних лабораторних робіт;
виконання індивідуальних робіт;
робота у ВНС
2. Підсумковий (екзаменаційний) контроль:
Складання екзаменаційного контролю передбачає виконання письмової та усної компонент.
Письмова компонента включає практичні завдання, які потрібно розв’язати на основі вивчених лекцій. Усна компонента передбачає пояснення виконаних практичних завдань.
Критерії оцінювання результатів навчання: Лабораторні роботи - 30 балів.
Екзаменаційна контрольна робота - 70 балів.
Письмова компонента - екзаменаційний білет, складається із завдань двох рівнів, що оцінюються за окремою шкалою: Рівень1 – тести – 20 балів; Рівень 2 – дати правильне визначення - 20 Рівень 3 – дати розгорнуту відповідь на поставлене питання (практичне завдання) – 30 балів. Усна компонента передбачає пояснення виконаних на письмовій компонентів практичних завдань.
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. Шеховцов В. А. Операційні системи. — К.: Видавнича група BHV, 2005. — 576 с
2. Тимченко А.А. Основи системного проектування та системного аналізу складних об’єктів: Підручник для студентів вищих закладів освіти/За ред..В.І.Бикова – К.:Либідь, 2000. – 270с.
3. Томашевський В.М., Жданова О.Г., Жолдакова О.О. Вирішення практичних завдань методами комп’ютерного моделювання: Навч. посібник. - К.:Корнійчук, 2001. – 267с.
4. Петренко А.І. Вступ до GRID-технологій в науці та освіті. – К.: Політехніка, 2008. – 175 с.
5. 1. Українська команда розподілених обчислень. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://distributed.org.ua/
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).