9. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

9.1. Примерные варианты контрольных работ:

Контрольная работа №1

Выполнить вычислительный эксперимент для оценки эффективности параллельных вычислений (обработка двумерного массива) на GPU с распараллеливанием вычислений с помощью технологии CUDA.

Контрольная работа №2

Выполнить вычислительный эксперимент для оценки эффективности параллельных вычислений (алгоритмы сортировки) с распараллеливанием вычислений с помощью технологии OpenMP (MPI, CUDA, гибридной).

Контрольная работа №3

Выполнить вычислительный эксперимент для оценки эффективности параллельных вычислений (численное решение краевой задачи для уравнения в частных производных) с распараллеливанием вычислений с помощью технологии OpenMP (MPI, CUDA, гибридной).

9.2. Вопросы к экзамену

Семестр 1

1. Принципы построения параллельных вычислительных систем.

2. Классификация вычислительных систем.

3. Типовые схемы коммуникации в многопроцессорных вычислительных системах.

4. Моделирование параллельных вычислений.

5. Оценки трудоемкости параллельных алгоритмов.

6. Коммуникационная трудоемкость параллельных алгоритмов.

7. Показатели эффективности параллельных вычислений.

8. Основы технологии OpenMP. Модель «fork-join».

9. Основные директивы OpenMP. Распараллеливание по данным и по операциям.

10. Решение проблемы синхронизации в OpenMP.

11. Параллельные алгоритмы умножения матрицы на вектор.

12. Параллельные алгоритмы матричного умножения.

13. Параллельные алгоритмы решения систем линейных алгебраических уравнений.

14. Параллельное программирование в среде Microsoft Visual Studio. Многопоточная обработка.

15. Класс Parallel; методы Parallel.Invoke; Parallel.For; Parallel.Foreach

16. Основы технологии MPI. Стандарт MPI.

17. Модель MPI. Процессы. Обмен сообщениями.

18. Стандартные и пользовательские типы данных MPI.

19. Виртуальные топологии в MPI.

Семестр 2

1. Введение в технологию CUDA. Модель программирования.

2. Программирование GPU-систем.

3. Программирование для гибридных систем с графическими ускорителями.

4. Параллельные методы сортировки. Пузырьковая сортировка. Сортировка Шелла.

5. Параллельные методы сортировки. Быстрая сортировка. Обобщенный алгоритм.

6. Параллельные методы на графах. Задача поиска кратчайших путей.

7. Параллельные методы на графах. Задача нахождения минимального охватывающего дерева.

8. Параллельные методы на графах. Задача оптимального разделения графов.

9. Постановка и параллельные методы решения задачи Дирихле. Параллельные вычисления для системы с общей памятью (технология OpenMP).

10. Постановка и параллельные методы решения задачи Дирихле. Параллельные вычисления для системы с распределенной памятью (технология MPI).

11. Постановка и проведение вычислительных экспериментов.

12. Сравнительный анализ моделей и технологий параллельного программирования. Критерии сравнения.