Опубликован: 18.01.2010 | Уровень: специалист | Доступ: платный | ВУЗ: Московский государственный технологический университет «Станкин»
Введение в параллельные алгоритмы Рассматриваются параллельные алгоритмы и методы решения задач различных классов на многопроцессорных вычислительных системах. Рассматриваются факторы, влияющие на время выполнения параллельных программ и на эффективность использования вычислительной мощности многопроцессорных систем.
Рассматриваются параллельные алгоритмы решения задач различных классов. Курс содержит следующие учебные разделы: cредства описания параллельных алгоритмов; методы построения параллельных алгоритмов; параллельные алгоритмы сортировки данных; параллельные алгоритмы генерации псевдослучайных чисел; динамическая балансировка загрузки процессоров на примере параллельных алгоритмов интегрирования функций; параллельные алгоритмы решения систем линейных уравнений специального вида.
Цель: Цель курса состоит в изучении основных методов создания параллельных алгоритмов и программ для многопроцессорных систем.
Необходимые знания: При изложении учебного материала курса у обучаемых предполагается наличие начальных знаний в области программирования и общее представление о видах многопроцессорных систем. Для выполнения практических заданий необходимы начальные навыки составления и запуска простых параллельных программ.

План занятий

ЗанятиеЗаголовок <<Дата изучения
-
Лекция 1
1 час 37 минут
Введение
Во введении дается общее представление об учебном курсе. Рассматриваются задачи, решаемые на многопроцессорных системах. Обсуждаются требования к алгоритмам для суперкомпьютеров. Рассматривается содержание учебного курса и обсуждаются навыки, необходимые для его успешного освоения. Обсуждение конечного автомата "жизнь". В завершении лекции указывается учебно-методическая литература, которая может быть полезна при изучении курса.
-
Лекция 2
1 час 30 минут
Основные понятия
Рассматриваются следующие понятия: многопроцессорные системы с общей и с распределенной памятью; канал передачи данных и его свойства; синхронная и асинхронная передача данных; семафоры и операции над ними. Обсуждаются понятия ускорения и эффективности параллельных алгоритмов, свойство внутреннего параллелизма алгоритма. Приводится пример алгоритма, обладающего низкой эффективностью, но высоким быстродействием (нахождение суммы конечного ряда).
-
Тест 1
15 минут
-
Лекция 3
2 часа 18 минут
Методы построения параллельных алгоритмов. Часть 1
Рассматриваются простые методы построения параллельных алгоритмов, в том числе методы: геометрического параллелизма, конвейерного параллелизма, коллективного решения. Рассматриваются их свойства. Обсуждаются проблемы статической и динамической балансировки загрузки процессоров. Рассматривается алгоритм диффузной балансировки загрузки. Приводится пример задачи, для сокращения времени решения которой необходимо создание нового алгоритма (сложение длинных чисел).
-
Тест 2
18 минут
-
Лекция 4
1 час 45 минут
Методы построения параллельных алгоритмов. Часть 2
Построение эталонного последовательного алгоритма сортировки. Описание "плохого" последовательного, но быстрого параллельного метода сортировки. Оценка времени выполнения алгоритма в наилучшем, среднем и наихудшем случае. Зависимость времени сортировки от вида исходной последовательности.
-
Тест 3
15 минут
-
Лекция 5
49 минут
Сортировка данных с точки зрения МВС. Часть 1
Рассмотрение минимальных сетей сортировки, сети четно-нечетное слияния. Построение на основе сетей сортировки параллельного алгоритма сортировки данных. Определение его характеристик при реализации на системах с общей и с распределенной памятью. Оценка времени выполнения сортировки. Оценка необходимого объема оперативной памяти. Обсуждение возможности сокращения объема передаваемых данных и требуемой оперативной памяти.
-
Тест 4
15 минут
-
Лекция 6
1 час 32 минуты
-
Тест 5
18 минут
-
Лекция 7
1 час 14 минут
Решение систем линейных уравнений и диффузная балансировка нагрузки процессоров
Задачи, приводящие к появлению систем линейных уравнений (СЛАУ) с трехдиагональной матрицей коэффициентов. Параллельные алгоритмы решения трехдиагональных СЛАУ. Итерационные методы.
-
Тест 6
15 минут
-
Лекция 8
1 час 37 минут
Последовательности псевдослучайных чисел для многопроцессорных вычислительных систем
Задачи, решаемые с использованием последовательностей псевдослучайных чисел (ПСЧ). Параллельные алгоритмы решения таких задач. Требования к генераторам ПСЧ для многопроцессорных систем. Параллельные алгоритмы генерации ПСЧ. Тестирование полученных последовательностей.
-
Тест 7
12 минут
-
Лекция 9
50 минут
Параллельные алгоритмы численного интегрирования
Параллельные алгоритмы интегрирования функции одной переменной, построенные на основе методов геометрического параллелизма и коллективного решения. Адаптивный последовательный алгоритм интегрирования. Параллельный алгоритм интегрирования с динамической балансировкой загрузки для многопроцессорных систем с общей памятью.
-
5 часов
-
Алексей Токарев
Алексей Токарев

Добрый день.
Подскажите, пожалуйста, каким плеером просматривать видео. 

Тамара Механцева
Тамара Механцева

Добрый день!

Подскажите, пожалуйста, требуется ли какое-то специальное ПО для просмотра видео-лекций? С сайта скачивается архив с различными файлами: есть ли нечто вроде ReadMe-инструкции, какие из них необходимо запускать и в какой последовательности? 

Елена Сидорова
Елена Сидорова
Россия, Чебоксары, Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, 2005
Владимир Старостин
Владимир Старостин
Россия, Москва, 179, 1975