Автор: Станислав Протасов | Московский физико-технический институт
Форма обучения:
дистанционная
Стоимость самостоятельного обучения:
бесплатно
Доступ:
свободный
Документ об окончании:
 
Уровень:
Для всех
Длительность:
7:15:00
Студентов:
487
Выпускников:
14
Теоретические основы написания параллельных программ, математический подход к доказательству корректности параллельных алгоритмов, разработка неожидающих параллельных алгоритмов, ошибки в параллельных программах и способы их решения.
В курсе рассматривается архитектура многоядерных систем с разделяемой памятью. Вводится математическая модель параллельного исполнения, рассматривается способ построения рассуждения в терминах модели. Вводятся понятия согласованности многопоточной программы, и доказывается ряд теорем, позволяющих предсказывать поведения алгоритмов, построенных на базе известных примитивов. Рассматриваются наиболее распространённые ошибки проектирования параллельных программ и способы исправления таких ошибок.
 

План занятий

Занятие
Заголовок <<
Дата изучения
Лекция 1
17 минут
Введение в параллельное программирование
Предпосылки возникновения параллельных систем. Состояние дел на начало XXI века. Парадигмы последовательного и параллельного мышления. Содержание курса. Компетенции после курса. Цель: формирование знания об архитектурах параллельных систем.
-
Лекция 2
17 минут
Архитектура фон Неймана
Основы архитектуры фон Неймана и PC. Компоненты архитектуры, явно влияющие на производительность (CPU, шина, кэш, Interconnect). Программные способы влияния на производительность. Цель: формирование знаний о влиянии аппаратных компонентов на скорость программы.
-
Лекция 3
18 минут
Последовательность исполнения. Упорядоченность и атомарность
Процессы и потоки. Инструкции x86. Видимость результатов. Модель упорядоченности доступа к памяти. Атомарность и атомарные примитивы. Цель: формирование знаний о принципе исполнения программы.
-
Лекция 4
26 минут
Формальное представление многопоточной системы
Уровни абстракции программы. Корректность программы. Время как абстракция. Вероятность ошибки. Цель: формирование осведомлённости о заблуждениях в разработке, введение абстрактных понятий.
-
Лекция 5
34 минуты
Проблемы многопоточности
Общие проблемы многопоточности. Проблемы работы с разделяемой памятью. Разделяемые объекты, синхронизация, примитивы синхронизации. Цель: обзор типичных практических ошибок многопоточных программ.
-
Тест 2
24 минуты
-
Лекция 6
31 минута
Модель исполнения, критические секции и объекты блокировки
Математическая модель многопоточной программы. Терминология теории параллельного программирования. Реализация объектов блокировки. Цель: формирование математического аппарата для доказательных рассуждений о многопоточном исполнении.
-
Лекция 7
29 минут
Согласованность, история, линеаризуемость
Свойства согласованности и регистры. История. Линеаризация истории. Цель: формирование представления о типах согласованности программы и о типах регистров памяти.
-
Тест 3
24 минуты
-
Лекция 8
36 минут
Консенсус
Консенсус. Число консенсуса. Протокол, состояние протокола. Валентность состояния. Создание консенсуса из примитивов. Цель: ознакомление с концепцией консенсуса как с ключевым понятием синхронизации многопоточных приложений.
-
Лекция 9
29 минут
Еще про консенсус
Универсальный объект. Невозможность консенсуса в системе со сбоями. Цель: закрепление теоретических выкладок о композиционности консенсуса. Ознакомление с ограничениями применимости протокола консенсуса.
-
Тест 4
24 минуты
-
Лекция 10
21 минута
Подходы к синхронизации
Виды замков. 5 подходов к синхронизации. Цель: обзор практических подходов к синхронизации многопоточных программ.
-
Лекция 11
45 минут
Разделяемые структуры данных и алгоритмы обслуживания
Обзор параллельных структур данных. Особенности реализации замков. Цель: ознакомление с особенностями реализации разделяемых коллекций. Ознакомление с особенностями реализации замков.
-
Тест 5
24 минуты
-
1 час 40 минут
-
Игорь Садченко
Игорь Садченко

Добрый день!

Видеоряд лекции 9 не соответсвует звуковой дорожке, а также обрывается на рассмотрении детерминированного объекта. В лекции отсутствует рассмотрение FLP.

Максим Зиганшин
Максим Зиганшин

http://www.intuit.ru/studies/professional_skill_improvements/14005/video_courses/1281/info - это платный курс, а это: http://www.intuit.ru/studies/courses/14040/1281/info - его аналог, но бесплатный, и разница у них лишь в том, что в платном я получаю бумажку, правильно?

Дмитрий Павлик
Дмитрий Павлик
Россия
Andrey Andrey
Andrey Andrey
Россия, Москва