Тема 1: Основні поняття про паралельні обчислення



Сторінка1/16
Дата конвертації03.04.2017
Розмір1.49 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16



Зміст


Вступ

6

Тема 1: Основні поняття про паралельні обчислення

7




1. Поняття про паралельні та розподілені обчислення

7




2. Області застосування і задачі паралельної обробки

7




3. Конвеєризація і паралелізм

8




4. Засоби для проведення паралельних обчислень

8




5. Рівні розпаралелення

8




6. Паралельні операції

10




7. Основні принципи паралелізму (розпаралелення)

11




8. Класифікація структур паралельної обробки

11




Вправи і завдання до теми №1

13

Тема 2: Методи оцінки продуктивності паралельних алгоритмів і систем

13




1. Загальні зауваження стосовно оцінки продуктивності паралельних алгоритмів та систем

13




2. Фактори, які необхідно враховувати при оцінці продуктивності

14




3. Методи оцінки продуктивності паралельних систем

15




4. Характеристики продуктивності паралельних алгоритмів

15




5. Порівняння MIMD i SIMD структур за продуктивністю

19




Вправи і завдання до теми №2

22

Тема 3: Організація мереж Петрі

22




1. Поняття про мережі Петрі

22




2. Прості мережі Петрі

23




3. Розширені мережі Петрі

26




4. Приклади реалізації мереж Петрі

27




Вправи і завдання до теми №3

29

Тема 4: Розробка паралельного алгоритму

29




1. Паралелізм даних

30




2. Паралелізм задач

30




3. Етапи розробки паралельного алгоритму:

30




Вправи і завдання до теми №4

35

Тема 5: Структури зв’язку між процесорами

35




1. Основні положення

35




2. Шинні мережі

36




3. Мережі з комутаторами

36




4. Структури, що забезпечують зв’язок типу “пункт-пункт

39




5. Методи комутацій

43




Вправи і завдання до теми №5

44

Тема 6: Основні класи паралельних комп’ютерів

44




Вступ

44




1. Масивно-паралельні системи

45




2. Симетричні мультипроцесорні системи

45




3. Системи з неоднорідним доступом до пам’яті

46




4. Паралельні векторні процесори

47




5. Кластерні системи

47




Вправи і завдання до теми №6

47

Тема 7: Схеми паралельних алгоритмів задач

48




1. Класи алгоритмів задач

48




2. Алгоритми перемноження матриці на матрицю і їх реалізація на структурах типу: кільцева, 2D, 3D

49




Вправи і завдання до теми №7

53

Тема 8: Мови паралельного програмування

53




1. Загальні зауваження

54




2. Класифікація мов і систем паралельного програмування

54




3. Особливості організації паралельної програми

55




4. Технології паралельного програмування Message Passing Interface

57




5. Операції обміну повідомленнями

57




Вправи і завдання до теми №8

58

Висновки

59

Література

60

Додатки

61

Додаток А. Ресурси Інтернет стосовно паралельних обчислень

61

Додаток Б. Концепції паралельної обробки

62

Додаток В. Проблеми асинхронної паралельності

65

Додаток Г. Проблеми синхронної паралельності

68


ВСТУП
Для розв’язання багатьох задач (прогноз погоди, задачі гідро- і газодинаміки, квантової хімії, астрономії, спектроскопії, біології, ядерної фізики) необхідна висока продуктивність та висока швидкість передачі інформації по каналах зв’язку, великі об’єми оперативної і постійної пам’яті, які не можуть забезпечити типові обчислювальні засоби. Одним з шляхів забезпечення таких вимог є організація паралельних та розподілених обчислень і відповідних технічних засобів їх реалізації.

Причому, ефективність паралельної обробки залежить як від продуктивності комп’ютерів, так і від розмірів і структури пам’яті, пропускної здатності каналів зв’язку, використаних мов програмування, компіляторів, операційних систем, чисельних методів та інших математичних досліджень. Такий широкий обсяг параметрів вимагає проведення досліджень на різних рівнях: на рівні розпаралелення алгоритмів, створення спеціальних мов програмування, компіляторів, багатопроцесорних систем, неоднорідних систем, кластерів і систем, що розподілені на великих територіях.

Великий спектр задач не дозволяє охопити в навчальному посібнику всі проблеми організації паралельних та розподілених обчислень.

Для тих, хто хоче краще орієнтуватися в перспективних напрямках розвитку обчислювальної техніки і краще розуміти специфіку паралельних та розподілених обчислень радимо, насамперед, скористатись матеріалами сайту www.parallel.ru



Метою вивчення дисципліни є засвоєння основних методів та алгоритмів організації паралельних та розподілених обчислень, принципів побудови відповідних структур, набуття початкових практичних навиків проектування таких засобів.

В результаті вивчення курсу студент повинен знати основні методи, алгоритми і засоби паралельної та розподіленої обробки інформації, засоби програмування на паралельних та розподілених структурах, склад апаратних засобів та програмного забезпечення обчислювальних систем з елементами паралельної та розподіленої обробки і класи мов програмування високого рівня для них; вміти виконувати елементарні вправи з розпаралелення задач та алгоритмів, проводити розрахунки параметрів процесорів, проектувати окремі вузли.

В розділі курсу “Організація паралельних обчислень” розглядаються такі основні питання: 

- основні поняття про паралельні обчислення;

- методи оцінки продуктивності паралельних алгоритмів;

- організація мереж Петрі;

- розробка паралельного алгоритму;

- структури зв’язку між процесорами;

- основні класи паралельних комп’ютерів;

- схеми паралельних алгоритмів задач;

- мови паралельного програмування.


Тема №1: Основні поняття про паралельні обчислення

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка