1. Принципы построения параллельных вычислительных систем

1.1. Пути достижения параллелизма

1.2. Классификация вычислительных систем

1.3. Характеристика типовых схем коммуникации в многопроцессорных вычислительных системах

1.4. Высокопроизводительный вычислительный кластер ННГУ

2. Моделирование и анализ параллельных вычислений

2.1. Модель вычислений в виде графа "операции-операнды"

2.2. Описание схемы параллельного исполнения алгоритма

2.3. Определение времени выполнения параллельного алгоритма

2.4. Показатели эффективности параллельного алгоритма

3. Оценка коммуникационной трудоемкости параллельных алгоритмов

3.1. Характеристики топологии сети передачи данных

3.2. Общая характеристика механизмов передачи данных

Алгоритмы маршрутизации

Методы передачи данных

3.3. Анализ трудоемкости основных операций передачи данных

Передача данных между двумя процессорами сети

Передача данных от одного процессора всем остальным процессорам сети

Передача данных от всех процессоров всем процессорам

Обобщенная передача данных от одного процессора всем остальным процессорам сети

Обобщенная передача данных от всех процессоров всем процессорам сети

Циклический сдвиг

3.4. Методы логического представления топологии коммуникационной среды

Представление кольцевой топологии в виде гиперкуба

Отображение топологии решетки на гиперкуб

3.5. Оценка трудоемкости операций передачи данных для кластерных систем

4. Параллельные численные алгоритмы для решения типовых задач вычислительной математики

4.1. Вычисление частных сумм последовательности числовых значений

Последовательный алгоритм суммирования

Каскадная схема суммирования

Модифицированная каскадная схема

Вычисление всех частных сумм

4. 2. Умножение матрицы на вектор

Достижение максимально возможного быстродействия

Использование параллелизма среднего уровня

Организация параллельных вычислений при p = n

Использование ограниченного набора процессоров

4.3. Матричное умножение

Макрооперационный анализ алгоритмов решения задач

Организация параллелизма на основе разделения данных

4.4. Сортировка

Параллельное обобщение базовой операции сортировки

Пузырьковая сортировка

Сортировка Шелла

Быстрая сортировка

4.5. Обработка графов

Нахождение минимально охватывающего дерева

Поиск кратчайших путей

5. Модели функционирования параллельных программ

5.1. Концепция процесса

5.2. Понятие ресурса

5.3. Организация программ как системы процессов

5.4. Взаимодействие и взаимоисключение процессов

Попытка 1

Попытка 2

Попытка 3

Попытка 4

Алгоритм Деккера

Семафоры Дейкстры

5.5. Модель программы в виде дискретной системы

Определение состояния программы

Описание возможных изменений программы

Обнаружение и исключение тупиков

5.6. Модель программы в виде сети Петри

6. Учебно-практическая задача: Решение дифференциальных уравнений в частных производных

6.1. Последовательные методы решения задачи Дирихле

6.2. Организация параллельных вычислений для систем с общей памятью

Использование OpenMP для организации параллелизма

Проблема синхронизации параллельных вычислений

Возможность неоднозначности вычислений в параллельных программах

Проблема взаимоблокировки

Исключение неоднозначности вычислений

Волновые схемы параллельных вычислений

Балансировка вычислительной нагрузки процессоров

6.3. Организация параллельных вычислений для систем с распределенной памятью

Разделение данных

Обмен информацией между процессорами

Коллективные операции обмена информацией

Организация волны вычислений

Блочная схема разделения данных

Оценка трудоемкости операций передачи данных

Литература

© Гергель В.П., Стронгин Р.Г., 2003

<< Назад     Содержание     Дальше >>