Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) Технологии параллельного программирования

Вид материала

Рабочая программа

Содержание 010400.68 – Прикладная математика и информатика 1. Цели освоения дисциплины 2. Место дисциплины в структуре магистерской программы 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) «Технологии параллельного программирования» 4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Технологии параллельного программирования» 5. Образовательные технологии 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

Подобный материал:

• Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) Язык программирования Java, 90.39kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) Сетевые технологии и сетевое программирование, 89kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) Системное программирование, 108.12kb.
• Рабочая программа дисциплины «Методы визуального и параллельного программирования», 102.66kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) Объектно-ориентированное программирование, 99.17kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) Мордовский национальный костюм, 257.38kb.
• Рабочая программа по дисциплине «Технологии программирования» (наименование дисциплины), 228.98kb.
• Программа по курсу: современные технологии параллельного программирования (по выбору), 69.72kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) Введение в вычислительные методы, 137.16kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) Распределенные офисные технологии, 97.94kb.

Министерство образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарёва»

Математический факультет

Кафедра систем автоматизированного проектирования

«УТВЕРЖДАЮ» _____________________ _____________________ «______»__________201_ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)


Технологии параллельного программирования


Наименование магистерской программы
Математическое и программное обеспечение вычислительных машин


Направление подготовки

010400.68 – Прикладная математика и информатика


Квалификация (степень) выпускника

Магистр


Форма обучения

очная


г. Саранск

2011г.

1. Цели освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины «Технологии параллельного программирования» является подготовка квалифицированных специалистов, обладающих знаниями в области технологий параллельного программирования и навыками их практического использования.

Задачи изучения дисциплины:

• формирование представлений об общей методологии и средствах параллельного программирования;
  
• углубленная подготовка студентов в области практического применения средствах параллельного программирования.
  

2. Место дисциплины в структуре магистерской программы

Дисциплина «Технологии параллельного программирования» относится к вариативной части общенаучного цикла.

Для изучения данной дисциплины студент должен получить необходимые знания, умения и компетенции, которые формируются в результате изучения перечисленных ниже дисциплин: «Основы информатики», «Методы оптимизации», «Математическая логика и теория алгоритмов», «Архитектура компьютеров», «Языки и методы программирования».

Знания и умения, полученные в результате освоения данной дисциплины, могут быть использованы в научно-исследовательской работе, при прохождении «Научно-исследовательской практики», а также при подготовке студентом магистерской диссертации.


3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) «Технологии параллельного программирования»

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

• способность использовать углубленные теоретические и практические знания в области прикладной математики и информатики (ОК-3),
  
• способность разрабатывать концептуальные и теоретические модели решаемых научных проблем и задач (ПК-2),
  
• способность углубленного анализа проблем, постановки и обоснования задач научной и проектно-технологической деятельности (ПК-3).
  

Знать:

• различные подходы в методологии программирования,
  
• парадигму модульного программирования,
  
• парадигму визуального программирования.
  

Уметь:

• анализировать, тестировать и проводить отладку алгоритмов,
  
• применения технологий инженерии программного обеспечения.
  

Владеть:

• различными методами решения задач,
  
• средствами инженерии программного обеспечения.
  

4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Технологии параллельного программирования»


Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц 108 часов.

№ п/п	Раздел дисциплины	Сем	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)				Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)	Форма промежу-точной аттестации (по семестрам)
				Лекц.	Лаб.	СРС	Всего
1	Обзор области параллельных вычислений		1 (лекции), 1, 2 (лаб. раб.)	2	4	6	12	Отчет по ЛР №1 Отчет по ЛР №2	зачет
2	Программирование с разделяемыми переменными		3, 5 (лекции), 3 - 6 (лаб. раб.)	4	8	8	20	Отчет по ЛР №3 Отчет по ЛР №4 Отчет по ЛР №5 Отчет по ЛР №6
3	Распределенное программирование		7, 9(лекции), 7 -10 (лаб.раб.)	4	8	8	20	Отчет по ЛР №7 Отчет по ЛР №8
4	Синхронное параллельное программирование		11, 13 (лекции), 11 - 14 (лаб.раб.)	4	8	8	20	Отчет по ЛР №9
Итого				14	28	30	72

5. Образовательные технологии

Изучение дисциплины предполагает использование традиционных способов коллективного обучения – лекций, лабораторных занятий, индивидуальных заданий с последующей отчетностью. Применяемые информационные технологии: лекции в форме презентаций, обучающие и тестирующие программы, электронные учебники.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Формой текущего контроля знаний студентов является контроль правильности выполнения и оформления лабораторных работ.

Формой итогового контроля знаний и умений студентов по курсу «Технологии параллельного программирования» является зачет.

Наименования лабораторных работ:

1. Введение в MPI. Основные функции MPI.
   
2. Введение в OpenMP. Основные директивы OpenMP.
   
3. Виртуальные топологии. Примеры, использующие разные топологии. Умножение матрицы на вектор.
   
4. Решение СЛАУ итерационными методами. Метод простой итерации и сопряженных градиентов.
   
5. Решение СЛАУ методом Гаусса. Метод Гаусса.
   
6. Решение задачи Пуассона в 3D методом Зейделя. Задача Пуассона.
   
7. Распараллеливание невычислительной задачи. Сортировка массивов.
   
8. Работа с отладчиком параллельных программ Gepard.
   
9. Программирование многопоточных приложений. POSIX Threads.
   

Перечень вопросов для организации итогового контроля:

1. Параллельные вычисления. Общий смысл.
   
2. Мультипроцессоры и мультикомпьютеры
   
3. Обзор программной нотации
   
4. Программирование с разделяемыми переменными. Процессы и синхронизация.
   
5. Программирование с разделяемыми переменными. Блокировки и барьеры.
   
6. Программирование с разделяемыми переменными. Семафоры. Мониторы. Реализация
   
7. Распределенное программирование. Передача сообщений.
   
8. Распределенное программирование. Удаленный вызов процедур и рандеву.
   
9. Распределенное программирование. Модели взаимодействия процессов.
   
10. Распределенное программирование. Реализация языковых механизмов
    
11. Синхронное параллельное программирование. Научные вычисления.
    
12. Синхронное параллельное программирование. Языки, компиляторы, библиотеки и инструментальные средства
    

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля):

а) основная литература

1. Эндрюс Г.Р. Основы многопоточного, параллельного и распределенного программирования. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. — 512 с.
   
2. Богачев К.Ю. Основы параллельного программирования. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2003. — 344 с
   

б) программное обеспечение и Интернет- ресурсы

1. Электронный конспект лекций;
   
2. Методические указания к выполнению лабораторных работ;
   
3. Компьютерные программы для поддержки выполнения лабораторных работ;
   
4. Наборы презентаций для лекционных занятий.
   

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля):

1. Аудитория для проведения лекционных занятий, имеющая необходимое количество посадочных мест (для занятий с группой из 10 студентов) и оснащенная оборудованием для проведения презентаций (ноутбук, проектор);
   
2. Аудитория с персональными компьютерами для проведения лабораторных занятий, имеющая необходимое количество рабочих мест (для занятий с подгруппой из 10 15 студентов), оборудованная персональными компьютерами на базе процессора Intel Pentium II или выше, оснащенных необходимым системным и прикладным программным обеспечением.
   

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 010400.68 – «Прикладная математика и информатика» и магистерской программе «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин».


Автор: к.т.н., доцент кафедры систем автоматизированного проектирования
Пальдяев Н.Н.


Рецензент (ы)


Программа одобрена на заседании


от «    » ____________ 2011 года, протокол № .