ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ ПО МОДУЛЯМ
(в академических часах)
№ недели
1-15
|
Наименование модуля и программного материала
|
Количество часов
|
|
Модуль 1.
|
|
Лекции
|
15
|
Лекция №1 Классификация параллельных вычислительных систем Таксономия Флинна. Архитектура систем параллельных вычислений. Одиночный поток команд, множественный поток данных (SIMD). Множественный поток команд, множественный поток данных (MIMD).
План лекции:
Классификация параллельных вычислительных систем
Архитектура систем параллельных вычислений
Множественный поток команд, множественный поток данных
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекция №2 Сети межсоединений для мультипроцессорных систем. Системные конфигурации для мультипроцессорных систем. Динамические и статические схемы присоединения. Динамические взаимосвязи.
План лекции:
Сети межсоединений
Динамические и статические схемы присоединения
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекция №3 Анализ и метрики производительности сетей межсоединения. Производительность. Ускорение, меры эффективности и контрольные показатели
План лекции:
Анализ и метрики производительности сетей межсоединения
Ускорение, меры эффективности и контрольные показатели
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекция №4. Вычислительные модели для мультипроцессорных систем. Высокопроизводительные процессоры. Векторные процессоры. Кэширование. VLIW процессоры.
План лекции:
Вычислительные системы для мультипроцессорных систем.
Векторные процессоры.
Кэширование.
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
2
|
Лекция №5. Классификация мультипроцессоров общей памяти. Разделяемая память. Системы передачи сообщений и взаимосвязанные сети.
План лекции:
Классификация мультипроцессорной системы.
Разделяемая память.
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекция №6. Основные методы когерентности КЭШа. Проблема когерентности кэша. Протоколы Snoopy Bus. Когерентность кэша в разделяемой памяти.
План лекции:
Методы когерентности КЭШа.
Протоколы Snoopy Bus.
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекция №6. Когерентность с использованием справочника. Архитектура NUMA. Механизмы аппаратной синхронизации.
План лекции:
Архитектура NUMA.
Механизмы аппаратной синхронизации.
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекиця №8. Параллельное программирование: Обзор Суть параллельного программирования. Параллельное программирование в системах MPI и OpenMP.
План лекции:
Обзор Суть параллельного программирования.
Параллельное программирование в системах MPI и OpenMP.
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекция №9. Параллельное программирование: Производительность. Алгоритмы синтеза параллельных программ. Централизованные алгоритмы балансировки нагрузки. Закон Амдала. Закон Густафсона- Барсиса.
План лекции:
Алгоритмы синтеза параллельных программ.
Централизованные алгоритмы балансировки нагрузки.
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекция №10. Оценка архитектуры Workload-Driven Оценка в однопроцессорной системе. Оценка производительности архитектуры Workload-Driven.
План лекции:
Оценка архитектуры Workload-Driven.
Оценка в однопроцессорной системе.
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекция №11. Проектирование мультипроцессоров на основе Snoop.Широковещательный Snoop-запрос. Когерентность протоколов на основе Snoop.
План лекции:
Проектирование мультипроцессоров на основе Snoop.
Когерентность протоколов на основе Snoop.
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекция №12. Масштабируемые высокопроизводительные системы с распределенной памятью. Многоядерные процессоры и проблемы параллельной обработки. Симметричная мультипроцессорность. Основные классы современных параллельных компьютеров. Многоядерность и одновременная многопотоковость.
План лекции:
Многоядерные процессоры и проблемы параллельной обработки.
Симметричная мультипроцессорность.
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекция №13. Кластеры и массивно-параллельные системы различных производителей. Поколения мультикомпьютеров. Архитектура кластеров и массивно- параллельных систем. Механизмы передачи сообщений.
План лекции:
Кластеры и массивно-параллельные системы различных производителей.
Архитектура кластеров и массивно- параллельных систем.
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекция №14. Проектирование взаимосвязанных сетей. Организационная структура. Оценка компромисса дизайна в топологии сети. Маршрутизация. Управление потоком.
План лекции:
Проектирование взаимосвязанных сетей.
Организационная структура.
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Лекция №15. Задержка толерантности. Обзор задержки толерантности. Явная передача сообщений. Общее адресное пространство. Многопоточность в общем адресном пространстве.
План лекции:
Обзор задержки толерантности.
Многопоточность в общем адресном пространстве.
Формы и методы обучения:
лекция, дискуссия, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
|
Практические занятия
|
15
|
Практическая работа№1. МВС для высокопроизводительных вычислений.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№2. Архитектура высокопроизводительной системы.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№3. SMP и MPP-архитектуры.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№4. Понятие о микропроцессоре. Развитие элементной базы ЭВМ и возможности интегральной технологии. Архитектурные особенности микропроцессоров для» (микро) ЭВМ и высокопроизводительных параллельных вычислительных систем
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№5. Обрабатывающая часть микропроцессора. Типовая структура и функционирование микропроцессора. О формате команд микропроцессора. Арифметико-логическое устройство и регистры общего назначения.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№6. Шинная организация микропроцессоров. Трех-, двух- и одношинная организация микропроцессоров. Способы расположения шин на кристалле.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№7. Организация управления процессом обработки информации в микропроцессорах. Жесткое управление. Микропрограммное управление
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№8. Арифметическая обработка информации в микропроцессорах. Представление данных. Признаки, вырабатываемые в микропроцессоре. Арифметические команды микропроцессора.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№9. Структура памяти микроЭВМ. Классификация запоминающих устройств.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№10. Виды адресации памяти в микроЭВМ. Понятия о странице памяти и о программном счетчике. Прямая адресация (к текущей странице, к нулевой странице). Расширенная адресация. Относительная адресация (с использованием программного счетчика или индексного регистра). Косвенная адресация.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№11. Магазинная память микропроцессора. Назначение, структура и функционирование стека.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№12. Обобщенная функциональная структура микропроцессора. Функционирование микропроцессора.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№13. Перспективы развития архитектуры микропроцессоров.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№14. Приведите примеры современных компьютеров класса SIMD. Кластерные вычислительные системы (Cluster Computing Systems). Понятие о вычислительном кластере.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
Практическая работа№15. Виды адресации памяти в микроЭВМ. Понятия о странице памяти и о программном счетчике. Прямая адресация (к текущей странице, к нулевой странице). Расширенная адресация. Относительная адресация (с использованием программного счетчика или индексного регистра). Косвенная адресация.
Формы и методы обучения:
обсуждение, демонстрация примеров выполнения заданий и объяснение, опрос, индивидуальные задания, методические рекомендации
|
1
|
СРО
|
45
|
СРО №1. Технические средства для формирования кластерных ВС. Программное обеспечение и области применения кластерных ВС.
Презентация, доклад
Сроки сдачи СРО: 1. 14-15 неделя обучения; 2. по расписанию СРО
|
7
|
СРО №2. Распределенные вычислительные системы. Определение, архитектурные принципы, классификация систем. Примеры реализаций, распределенных ВС.
Конспект. Презентация
Сроки сдачи СРО: по расписанию СРО
|
7
|
СРО №3. Параллельная архитектура с векторными процессорами.
Презентация, доклад
Сроки сдачи СРО: по расписанию СРО
|
7
|
|
СРО №4. Проблемы выполнения сети связи процессоров в кластерной системе. Примеры построения коммуникационных сред на основе масштабируемого когерентного интерфейса SCI.
Презентация, доклад
Сроки сдачи СРО: по расписанию СРО
|
7
|
|
СРО №5. Коммуникационная среда MYRINET.
Презентация, доклад
Сроки сдачи СРО: по расписанию СРО
|
7
|
|
СРО №6. Способы организации высокопроизводительных процессоров.
Презентация, доклад
Сроки сдачи СРО: по расписанию СРО
|
10
|
|
ИТОГО
|
90
| |
Скачать 1 Mb.