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) или суперкомпьютеров.
Широкое распространение параллельные вычисления приобрели с переходом компьютерной индустрии на массовый выпуск многоядерных процессоров с векторными расширениями. В настоящие время практически все устройства – от карманных гаджетов и до самых мощных суперкомпьютеров – оснащены многоядерными процессорами. И если вы пишите последовательную программу, не применив распределение работы между разными ядрами центрального процессора и не проведя векторизацию, то вы используете только часть вычислительных возможностей центрального процессора.
Пройдя этот курс, вы познакомитесь с основными архитектурами МВС, с двумя стандартами (OpenMP и MPI), позволяющими писать параллельные программы для систем с общей и распределенной памятью. На простых примерах будут разобраны основные конструкции и способы распределения работы. Выполнение практических заданий позволит вам приобрести практические навыки создания параллельных программ. Курс будет интересен всем, кто занимается программированием.
Для участия в курсе слушателю необходимо иметь базовые знания по программированию с использованием С/С++.
Курс состоит из 9 недель. Каждая неделя курса содержит видеолекции, а также проверочные задания. Сертификат получают слушатели, набравшие более 80 % от максимально возможного количества баллов. При этом итоговый результат, представленный как 100 %, складывается из следующих составляющих: тесты 1–5 недели дают 4 %, тесты 6–9 недели дают 5 %, все практические задания дают 10 %, кроме итогового практического задания по OpenMP, которое дает 20 %.
Сертификат о прохождении данного курса дает дополнительные баллы при поступлении в магистратуру Национального исследовательского Томского государственного университета. Перечень магистерских программ находится по ссылке: https://pro-online.tsu.ru/edu/student/table.php
Введение в параллельное программирование с использованием OpenMP и MPI
proposé par
Université d'État de Tomsk
Programme du cours : ce que vous apprendrez dans ce cours
Semaine
1Добро пожаловать на курс «Введение в параллельное программирование с использованием OpenMP и MPI»
Добро пожаловать на курс параллельного программирования! Надеемся вам будет интересно. Пожалуйста, внимательно прочитайте все инструкции.
1 vidéo (Total 1 min), 11 lectures
11 lectures
О Национальном исследовательском Томском государственном университете10 min
О преподавателях10 min
О команде курса10 min
Необходимое программное обеспечение10 min
Инструкция по установке MS Visual Studio 2015 Community edition в операционной системе Windows10 min
Инструкция по установке Intel® Parallel Studio XE Professional 2016 на компьютер с операционной системой Windows10 min
Инструкция по установке HPC Pack 2008 SDK SP2 на компьютер с операционной системой Windows10 min
Инструкция по установке и настройке MPI в Windows10 min
Список литературы и дополнительных материалов к курсу10 min
Анкета слушателя10 min
Доступ к кластеру ТГУ Cyberia10 min
Введение в параллельный мир
На этой неделе мы рассмотрим историю развития высокопроизводительных вычислительных систем. Разберемся, как устроена память в компьютере и какие есть у нее особенности. Также мы с вами узнаем, как устроена оперативная память в многопроцессорных вычислительных системах, и рассмотрим их основные архитектуры. Рассмотрим несколько примеров задач, для решения которых необходимо применять суперЭВМ, и некоторые инструменты создания параллельных программ.
5 vidéos (Total 43 min), 2 lectures, 1 quiz
5 vidéos
1.2. Иерархическая организация памяти в компьютере8 min
1.3. Основные архитектуры многопроцессорных вычислительных систем. Их классификация10 min
1.4. Обзор задач, требующих использования СуперЭВМ7 min
1.5. Инструменты создания параллельных программ7 min
2 lectures
Перемножение матриц10 min
Суперкомпьютерные технологии в науке, образовании и промышленности10 min
1 exercice pour s'entraîner
Тестовые вопросы20 min
Semaine
2Основы OpenMP
Добро пожаловать на вторую неделю курса! На этой неделе мы рассмотрим особенности программирования для систем с общей памятью. Разберемся с такими понятиями, как поток и многопоточность. Мы начнем изучение технологии OpenMP, научимся создавать параллельную область. На примерах рассмотрим директивы, которые позволяют управлять процессом исполнения кода в параллельной области.
5 vidéos (Total 40 min), 2 lectures, 2 quiz
5 vidéos
2.2. Технология OpenMP, особенности и ее компоненты8 min
2.3. Задание параллельной области и опции, влияющие на ее выполнение8 min
2.4. Модель памяти. Классы переменных в OpenMP7 min
2.5. Режимы выполнения многопоточных программ. Вложенный параллелизм8 min
2 lectures
Ответ на вопрос10 min
Исходные коды примеров из видеолекций10 min
1 exercice pour s'entraîner
Тестовые вопросы20 min
Semaine
3Директивы распределения работы и синхронизации работы
Добро пожаловать на третью неделю курса! Надеемся, что вы получаете удовольствие от курса и обучения. На этой неделе мы изучим директивы OpenMP, которые позволяют распределять работу между потоками. Рассмотрим различные способы синхронизации выполнения потоков, научимся создавать критические секции и работать с общими переменными с использованием атомарных операций, а также изучим механизмы синхронизации на основе «замков».
5 vidéos (Total 34 min), 3 lectures, 2 quiz
5 vidéos
3.2. Распределение нескольких структурных блоков между потоками4 min
3.3. Распределение работы на основе независимых задач7 min
3.4. Синхронизация выполнения различных потоков. Простые директивы7 min
3.5. Синхронизация выполнения различных потоков. Замки5 min
3 lectures
Параллельная программа сложения векторов10 min
Параллельная обработка линейного списка10 min
Исходные коды примеров из видеолекций10 min
1 exercice pour s'entraîner
Тестовые вопросы26 min
Semaine
4Векторные вычисления с помощью OpenMP 4.0
Приветствуем вас на четвертой неделе курса! На этой недели мы разберемся с тем, что такое векторизация и зачем она нужна. Рассмотрим, как можно векторизовать код для современных процессоров, и познакомимся с новыми возможностями стандарта OpenMP 4.0.
4 vidéos (Total 43 min), 1 lecture, 1 quiz
4 vidéos
4.2. Векторизация исполняемого кода для современных процессоров9 min
4.3. Новые возможности в стандарте OpenMP 4.09 min
4.4. Примеры использования векторизации13 min
1 lecture
Исходные коды примеров из видеолекций10 min
1 exercice pour s'entraîner
Тестовые вопросы18 min
Enseignants
Николай Николаевич Богословский (Nikolay N. Bogoslovskiy)
Кандидат физико-математических наук, доцент (Сandidate of Physics and Mathematics, Associate Professor)Кафедра вычислительной математики и компьютерного моделирования ММФ (Department of Calculus Mathematics and Computer Modelling, Mechanics and Mathematics Faculty)
Евгений Александрович Данилкин (Evgeniy A. Danilkin)
Кандидат физико-математических наук, доцент (Сandidate of Physics and Mathematics, Associate Professor)Кафедра вычислительной математики и компьютерного моделирования ММФ (Department of Calculus Mathematics and Computer Modelling, Mechanics and Mathematics Faculty)
À propos de Université d'État de Tomsk
National Research Tomsk State University is the largest classical university in the Asian part of Russia. For over 135 years TSU has been training the scientific and managerial elite, based on the integration of academic process and fundamental scientific research. It is a renowned center of education, science, innovations and attraction for creative talents, a generator of advanced ideas, and a paragon of adherence to the best traditions of Russian higher education.
There are 23 departments and learning institutes, 1 University branch, Institute of Distance Education, Institute of Innovations in Education operating at TSU, and more than 17,000 students studying at the University, with 135 subject areas and specialties to choose from. TSU offers 136 Master’s programmes in 55 areas of academic studies and counting.
The number of international students is constantly increasing, now with more than 1300 TSU students coming from countries such as the USA, UK, Germany, France, Australia, Italy, Poland, Mongolia, China, Vietnam, Korea, Columbia, Turkey and others.
Foire Aux Questions
Quand aurai-je accès aux vidéos de cours et aux devoirs ?
Une fois que vous êtes inscrit(e) pour un Certificat, vous pouvez accéder à toutes les vidéos de cours, et à tous les quiz et exercices de programmation (le cas échéant). Vous pouvez soumettre des devoirs à examiner par vos pairs et en examiner vous-même uniquement après le début de votre session. Si vous préférez explorer le cours sans l'acheter, vous ne serez peut-être pas en mesure d'accéder à certains devoirs.
À quoi ai-je droit si j'achète le Certificat ?
Lorsque vous achetez un Certificat, vous bénéficiez d'un accès à tout le contenu du cours, y compris les devoirs notés. Lorsque vous avez terminé et réussi le cours, votre Certificat électronique est ajouté à votre page Accomplissements. À partir de cette page, vous pouvez imprimer votre Certificat ou l'ajouter à votre profil LinkedIn. Si vous souhaitez seulement lire et visualiser le contenu du cours, vous pouvez accéder gratuitement au cours en tant qu'auditeur libre.
Quelle est la politique de remboursement ?
Une aide financière est-elle possible ?
D'autres questions ? Visitez le Centre d'Aide pour les Etudiants.
Coursera propose un accès universel à la meilleure formation au monde,
en partenariat avec des universités et des organisations du plus haut niveau, pour proposer des cours en ligne.
© 2019 Coursera Inc. Tous droits réservés.
