Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Криворізький технічний університет

Кафедра комп’ютерних систем та мереж

Методичні вказівки

до виконання лабораторних робіт

з дисципліни

"Паралельні та розподілені обчислення"

для студентів спеціальності 6.050102 “Комп’ютерні системи та мережі”

усіх форм навчання

М.Кривий Ріг

2011

Укладачі: доцент, канд. техн. наук А.А.Жосан,

ст. викладач Ю.Ю. Марусич

Відповідальний за випуск:

доцент, канд. техн. наук А.І. Купін

Рецензент: доцент, канд. техн. наук П.С. Смолянський

Наведено вказівки та інструкції до виконання лабораторних робіт. Подані прості приклади алгоритмів, на основі яких студент повинен розробити алгоритм та програму вирішення більш складної задачі.

Розглянуто

на засіданні кафедри

комп’ютерних систем та мереж

Протокол № 1

від 31.08.2009 р.

Схвалено

на вченій раді

факультету інформаційних технологій

Протокол № 1

від 23.09.2009 р.

Зміст

Зміст 3

Основні вимоги та загальні методичні вказівки до виконання лабораторних робіт 5

Лабораторна робота №1 8

Тема: «Імітація процесу розпаралелювання обчислення суми, добутку, матриць та знаходження коефіцієнтів характеристичного поліному» 8

Задача 8

Концепція необмеженого паралелізму 8

Приклад: 9

Приклад виконання задачі для імітації розпаралелення процесу додавання двох матриць 2х2 13

Звіт повинен містити: 18

Контрольні питання: 18

Лабораторна робота №2 19

Тема: «Розпаралелювання обчислення суми десяти чисел» 19

Задача 19

Хід роботи 19

Особливості програмного інтерфейсу потоків 22

Створення потоків у Win32 АРІ 22

Завершення потоків у Win32 АРІ 24

Приєднання потоків у Win32 АРІ 25

Приклад програми для знаходження суми 8-ми чисел за допомогою процесів без розпаралелення 25

Звіт повинен містити: 30

Контрольні питання: 30

Лабораторна робота №3 32

Тема: «Розпаралелювання обчислення суми, добутку матриць та знаходження коефіцієнтів характеристичного поліному» 32

Задача 32

Приклад виконання задачі розпаралелювання процесу додавання двох матриць 2х2 32

Звіт повинен містити: 38

Контрольні питання: 39

Лабораторна робота №4 41

Тема: «Розпаралелювання процесу сортування масивів даних» 41

Задача 41

Схема сортування 41

Теоретичні відомості 45

Мютекси 45

Правила спрощеного паралелізму 47

Приклад програми процесу сортування масиву даних 48

Звіт повинен містити: 50

Контрольні питання: 50

Лабораторна робота №5 52

Тема: «Розподілені обчислення» 52

Задача 52

Сокети 52

Приклад виконання програми 61

Звіт повинен містити: 62

Контрольні питання: 63

Література 64

ДОДАТОК А 65

Основні вимоги та загальні методичні вказівки до виконання лабораторних робіт

Інструкції до лабораторних робіт побудовані таким чином, що у більшості випадків, студентам надається базовий варіант задачі та приклад її вирішення. Після цього викладачем пропонується кілька варіантів для самостійного вирішення.

Викладач може надавати оцінку кожному з варіантів лабораторної роботи, після чого робити висновок про її захист.

При підготовці звіту з виконаних робіт рекомендується додержуватися наступного порядку:

1. До звіту необхідно (якщо це навіть не обумовлено спеціально в інструкції до конкретної роботи) обов’язково включати номер, назву та тему роботи, тексти та умови бригадних та індивідуальних завдань та результати їх виконання, а також відповіді на всі запитання.

2. Роздрукувати текст виконаної роботи у вигляді окремого видання в електронному вигляді у форматі А4 з полями: зліва 2 см, згори та знизу 2 см, з правого боку 1 см, без титульного листа. Номер та назву лабораторної роботи, а також назву групи та прізвище студента обов’язково розмістити у верхньому колон­титулі, де буде проставлена оцінка за її виконання. У такому вигляді робота представляється до захисту.

3. В кінці семестру усі роботи збираються разом. До них додається титульний лист (не плутати з титульним листом даних інструкцій). Форма титульного листа показана в кінці тексту даних методичних вказівок.

4. Кожна бригада здає CD-диск зі збереженими на ньому двома копіями виконаних робіт студентами бригади. На титульному листі виставляється остаточна оцінка.

Виконання лабораторної роботи поділяється на основні етапи:

1. Попередньої самостійної підготовки, яка включає ознайомлення з умовами лабораторної роботи, виконання необхід­них аналітичних вправ.

2. Налагодження програми з використанням засобів нала­годження та одержання наведених в інструкції результатів.

3. Самостійного складання алгоритмів та програм у відпо­відності з наведеними варіантами задач та вирішення їх з наведенням результатів.

4. Відповіді в письмовій формі на наведені запитання.

5. Самостійного вирішення базової та індивідуальної зада­чі.

Захист роботи.

Викладач не приймає до остаточного захисту роботу, яка оформлена неналежним чином. У разі захисту роботи оцінка проставляється викладачем на першій сторінці звіту з кожної з робіт. Одна оцінка за знання теорії простав­ляється у чисельнику, за виконання спільної та індивідуальної роботи у знаменнику.

Примітки:

1. Що стосується захисту роботи, наведені в інструкціях запитання слід вважати не єдиними чи остаточними, а лише типовими. Під час захисту роботи студенту можуть бути задані різні варіанти запитань у відповідності з темою роботи.

2. Під час захисту окремих робіт, або складання заліку студент повинен бути готовим пред’явити конспект лекцій.

Лабораторна робота вважається виконаною, якщо студент був присутнім на лабораторних заняттях за розкладом або на додаткових заняттях і консультаціях, успішно виконав програму лабораторної роботи, особисто представив викладачу повністю оформлені звіти з практичних робіт згідно з методичними вказівками та завданнями викладача. Лабораторна робота вважається захищеною, якщо студент в усній або письмовій формі відповів на всі запитання викладача стосовно теми роботи та одержав позитивну оцінку.

Знання студентів під час захисту лабораторних робіт оцінюються за наступними критеріями:

• “Відмінно” — якщо студент дає вичерпну відповідь на питання або повністю і вірно виконує практичне завдання;

• “Добре” — якщо студент дає повну відповідь на питання або майже повністю і вірно виконує практичне завдання, при цьому можуть бути такі недоліки: незначні неточності, несуттєві помилки, відсутні вторинні деталі;

• “Задовільно” — якщо студент допустив суттєві помилки при відповіді, виклав не весь матеріал, упустивши значний його об’єм. Відповідь має досить схематичний вигляд, але вірна. При виконанні практичних завдань не досягнута кінцева мета, але хід вирішення правильний.

• “Незадовільно” — якщо не дав відповіді взагалі або дав невірну відповідь. Практичне завдання не виконане і хід вирішення невірний.