Міністерство Освіти та Науки України
Національний Університет “Львівська Політехніка”
Кафедра ЕОМ
М Е Т О Д И Ч Н І В К А З І В К И
до розрахункової роботи з дисципліни “Паралельні та розподілені обчислення”
для студентів базового напряму 6.050102 "Комп’ютерна інженерія"
Затверджено на засіданні кафедри Електронних обчислювальних машин Протокол № від року
Львів - 2013
Методичні вказівки до розрахункової роботи з дисципліни “Паралельні та розподілені обчислення” для студентів базового напрямку 6.050102 "Комп’ютерна інженерія"/ Укладачі: Є. Ваврук, І.Грицик – Львів: Національний університет “Львівська політехніка”, 2013, 24 с.
Укладачі: Є. Ваврук, к.т.н., доцент
І. Грицик, асистент
Відповідальний за випуск: Мельник А. О., професор, завідувач кафедри
Рецензенти: Парамуд Я.С., к. т. н, доцент
Дунець Р.Б., д.т.н., доцент.
Анотація
Дані методичні вказівки укладені у відповідності з робочою навчальною програмою з дисципліни „Паралельні та розподілені обчислення”. В них розглянуті основні питання моделювання задач предметних галузей, та паралельного виконання операцій над матрицями і векторами. Вивчення матеріалів, що наведені в методичних вказівках, допоможе студентам набути практичні навики з проектування паралельних процесів.
Зміст
Зміст 4
Вступ 5
1. Загальні положення 6
2. Принципи паралельного перемноження матриць. 7
2.1. Особливості перемноження матриці на матрицю і їх реалізація на основних типах структур: кільцева, 2D (решітка), 3D (куб). 7
2.2. Особливості використання технології паралельного програмування Message Passing Interface (MPI). 12
3. Вимоги і варіанти курсових робіт 15
3.1 Вимоги до оформлення пояснювальної записки. 15
3.2 Варіанти до розрахункової роботи. 16
4. Оцінювання роботи 19
Висновки 20
Література 21
Додаток А 22
Додаток Б 23
Вступ
Для розв’язання багатьох задач (прогноз погоди, задачі гідро- і газодинаміки, квантової хімії, астрономії, спектроскопії, біології, ядерної фізики тощо) необхідна висока продуктивність обчислень, висока швидкість передачі інформації по каналах зв’язку та великі об’єми оперативної і постійної пам’яті. Одним з шляхів забезпечення таких вимог є організація паралельних обчислювальних процесів 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.
Для скорочення термінів розробки паралельних засобів та дослідження їх роботи використовується моделювання.
Метою виконання розрахункової роботи є засвоєння основних методів та алгоритмів моделювання паралельних обчислювальних процесів, принципів побудови відповідних структур, набуття початкових практичних навиків проектування таких засобів та ознайомлення з бібліотекою MPI.
В результаті вивчення курсу студент повинен:
знати: основні методи, алгоритми і засоби паралельного опрацювання інформації, засоби програмування на паралельних структурах, склад апаратних засобів та програмного забезпечення обчислювальних систем з елементами паралельного опрацювання;
вміти: виконувати елементарні вправи з розпаралелення задач та алгоритмів, проводити розрахунки параметрів, моделювати паралельні обчислювальні процеси з сучасних технологій паралельного програмування (CUDA,MPI), проектувати окремі вузли.
1. Загальні положення
Тематика розрахункової роботи охоплює основні напрямки розвитку паралельних обчислень, а саме:
1. Паралельне виконання операцій множення матриць.
2. Моделювання задач предметних галузей. Курсові роботи даного напрямку рекомендується до виконання студентам, які схиль...
