Потребность решения сложных прикладных задач с большим объемом вычислений и принципиальная ограниченность максимального быстродействия "классических" - по схеме фон Неймана - ЭВМ привели к появлению многопроцессорных вычислительных систем (МВС). Особую значимость параллельные вычисления приобрели с переходом компьютерной индустрии на массовый выпуск многоядерных процессоров.

Суперкомпьютерный технологии и высокопроизводительные вычисления с использованием параллельных вычислительных систем становятся важным фактором научно-технического прогресса; их применение принимает всеобщий характер.

Знание современных тенденций развития ЭВМ и аппаратных средств для достижения параллелизма, умение разрабатывать модели, методы и программы параллельного решения задач обработки данных следует отнести к числу важных квалификационных характеристик современного специалиста по прикладной математике, информатике и вычислительной технике

Цель учебника состоит в изложении основных понятий параллельных вычислений, необходимых для последующего изучения моделей, методов и технологий параллельного программирования.

В рамках учебника проводится изучение следующего набора тем:

·   Краткий обзор параллельных вычислительных систем и их классификация,

·   Общая характеристика многопроцессорных вычислительных систем,

·   Оценка эффективности параллельных вычислений,

·   Анализ сложности вычислений и оценка возможности распараллеливания,

·   Изложение технологии OpenMP,

·   Общая схема разработки параллельных методов,

·   Методы параллельных вычислений для задач вычислительной математики (матричные вычисления, решение систем линейных уравнений, сортировка, обработка графов, уравнения в частных производных, многоэкстремальная оптимизация)

·   Программная система ПараЛаб для изучения и исследования методов  параллельных вычислений.

При изложении учебного материала в учебнике предполагается наличие общих (начальных) знаний в области программирования.

Авторы курса

• Гергель Виктор Павлович
• Сысоев Александр Владимирович
• Козинов Евгений Александрович
• Лабутина Анна Андреевна

Программа курса

1. Лекция. Обзор архитектуры современных многоядерных процессоров (Лекция, Презентация)

2. Лекция. Моделирование и анализ параллельных вычислений (Лекция, Презентация)

3. Лекция Принципы разработки параллельных методов (Лекция, Презентация)

4. Лекция Основы параллельного программирования (Лекция, Презентация)

5. Лекция Параллельное программирование с использованием OpenMP (Лекция, Презентация)

6. Лекция Параллельные методы умножения матрицы на вектор (Лекция, Презентация)

7. Лекция Параллельные методы матричного умножения (Лекция, Презентация)

8. Лекция Параллельные методы решения систем линейных уравнений (Лекция, Презентация)

9. Лекция Сортировка данных (Лекция, Презентация)

10. Лекция Обработка графов (Лекция, Презентация)

11. Лекция Решение дифференциальных уравнений в частных производных (Лекция, Презентация)

12. Лекция Многоэкстремальная оптимизация (Лекция, Презентация)

13. Лекция Программная система ПараЛаб для изучения и исследования методов параллельных вычислений (Лекция, Презентация)

Учебный курс разработан в рамках проекта комиссии Президента РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России «Создание системы подготовки высококвалифицированных кадров в области суперкомпьютерных технологий и специализированного программного обеспечения» : http://hpc-education.ru/