"أنظمة وتطبيقات الحوسبة عالية الأداء" - دورة 40000 روبل. من جامعة ولاية ميشيغان، التدريب 8 أسابيع. (شهرين)، التاريخ: 27 نوفمبر 2023.
Miscellanea / / November 27, 2023
غاية يعد تنفيذ البرنامج تدريبًا أساسيًا للأفراد الراغبين في اكتساب المعرفة والمهارات في تطوير التطبيقات عالية الأداء لأجهزة الكمبيوتر العملاقة.
يدرس البرنامج المفاهيم والمبادئ الأساسية لبناء أنظمة الحاسوب العملاق، وبنية ووظائف برامج نظام الحاسوب العملاق، تقنيات البرمجة المتوازية MPI وOpenMP، طرق تصحيح الأخطاء وضبط كفاءة البرامج المتوازية لأجهزة الكمبيوتر العملاقة باستخدام تقنيات تمرير رسائل MPI و برنامج OpenMP.
يتم إيلاء اهتمام خاص للدراسة والتطوير العملي للتقنيات التي تتم دراستها والأساليب المستخدمة بناء برامج موازية باستخدام مثال أجهزة الكمبيوتر العملاقة المثبتة في جامعة موسكو الحكومية: نظامي لومونوسوف وبلو الجين / ب. وعلى وجه الخصوص، تتم دراسة ميزات استخدام المترجمات الحديثة للغات البرمجة C، C++، Fortran المثبتة على هذه الأنظمة، واستخدام المكتبات الرياضية المتوازية، الأنظمة الآلية لتصحيح الأخطاء وضبط كفاءة البرامج المتوازية، طرق تنظيم العمل المتوازي ملفات.
شكل الدراسة
وقت كامل
نطاق البرنامج (الساعات الأكاديمية)
المجموع - 72
الفصل الدراسي - 60
متطلبات القبول: الأشخاص الحاصلون على التعليم العالي والنشاط المهني - العلماء في مجال تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، باستخدام النمذجة الرياضية أنظمة الحوسبة عالية الأداء، ومعلمي مؤسسات التعليم العالي، والعاملين الهندسيين والفنيين في المنظمات المرتبطة باستخدام الحوسبة عالية الأداء تكنولوجيا.
نتائج التعلم:
إتقان تقنيات البرمجة المتوازية MPI وOpenMP، والعمل مع أجهزة الكمبيوتر العملاقة وشبكات المعلومات؛ فهم مبادئ بناء بنيات الحواسيب العملاقة وبرامجها، ومعرفة الأساليب والأدوات الأساسية لتطوير البرامج الموازية لأجهزة الكمبيوتر العملاقة.
نتيجة لإتقان المقرر يجب على الطالب:
يعرف:
· أساسيات أساليب تطوير البرامج المتوازية للحواسيب العملاقة.
· مبادئ التصميم المعماري للحاسوب العملاق.
· مواصفات تقنية البرمجة المتوازية MPI-1 وMPI-2، وتكوين وميزات المكتبات المفتوحة المختلفة التي تطبق معايير MPI.
· توجيهات ووظائف OpenMP.
· المفاهيم والتوجيهات الأساسية لأنظمة إدارة المهام لأجهزة الكمبيوتر العملاقة.
· طرق الوصول عن بعد إلى أجهزة الكمبيوتر العملاقة، وبروتوكولات ssh وftp للوصول عن بعد ونسخ المعلومات؛
· طرق تقييم فعالية البرامج الموازية
يكون قادرا على:
· التطبيق الفعال للتقنيات المدروسة في ممارسة تطوير البرامج الموازية لأجهزة الكمبيوتر العملاقة Lomonosov وBlue Gene/P.
ملك تقنيات تطوير البرامج الموازية لأجهزة الكمبيوتر العملاقة.
وحدة 1. مقدمة لموضوع الحوسبة عالية الأداء.
1.1. التعريفات الأساسية والمفاهيم الأساسية.
1.2. مبررات الحاجة إلى تطوير أجهزة الكمبيوتر العملاقة. مهام "التحدي الكبير".
1.3. الاتجاهات الرئيسية لتطوير تقنيات الكمبيوتر العملاق. مشاكل الحوسبة exaflop.
1.4. مشاكل العينة
2. مبادئ تصميم معماريات أنظمة الحوسبة عالية الأداء.
2.1. العناصر الأساسية لهندسة أنظمة الحوسبة متعددة المعالجات.
2.1.1. عقد المعالج. أمثلة على التنفيذ.
2.1.2. تنظيم الذاكرة متعددة المستويات لأجهزة الكمبيوتر العملاقة.
2.1.3. طرق تنفيذ أنظمة الاتصالات الفرعية لعقد المعالج.
2.1.4. طرق تنظيم الأجهزة لأنظمة الإدخال والإخراج.
2.2. مراجعة بنيات أنظمة الحوسبة متعددة المعالجات.
2.2.1. أنظمة متعددة المعالجات ذات ذاكرة مشتركة.
2.2.2. أنظمة متعددة المعالجات ذات ذاكرة موزعة.
2.2.3. أنظمة الحوسبة غير المتجانسة عالية الأداء
2.2.4. أنظمة الحوسبة المتوازية على نطاق واسع.
2.2.5. أنظمة الكتلة.
2.3. طرق تقييم أداء أنظمة الحوسبة.
2.4. الاتجاهات في تطوير أنظمة الحوسبة عالية الأداء. قانون مور. قائمة Top500 وTop50.
2.5. أمثلة على بنيات أنظمة الحوسبة عالية الأداء.
2.5.1. هندسة الكمبيوتر العملاق لجامعة موسكو الحكومية "لومونوسوف"
2.5.2. بنية نظام IBM Regatta للذاكرة المشتركة متعدد المعالجات.
2.5.3. بنية نظام الحوسبة المتوازية على نطاق واسع BlueGene/P
3. العناصر الأساسية للبرمجيات لأنظمة الحوسبة متعددة المعالجات.
3.1. نظام التشغيل .
3.2. أنظمة الملفات المتوازية
3.3. أنظمة إدارة الوظائف.
3.4. المكتبات الرياضية الموازية.
3.5. أنظمة البرمجة وبيئات الأدوات لتطوير وتصحيح البرامج المتوازية.
3.6. برنامج الكمبيوتر العملاق لومونوسوف، BlueGene/P.
الوحدة 2. أساسيات تقنية OpenMP.
2.1 المفاهيم الأساسية. وظائف ثانوية. المناطق المتوازية والمتسلسلة. توزيع العمل. حلقات متوازية.
2.2 المقاطع الموازية. مهام. طرق المزامنة.
الوحدة 3. أساسيات تكنولوجيا تمرير رسائل MPI.
3.1. معايير MPI: التنفيذ واتجاهات التطوير.
3.2. المفاهيم الأساسية ومبادئ بناء البرامج المتوازية باستخدام تقنية MPI.
3.3. مفهوم طرق نقل الرسائل.
3.4. تنظيم التبادلات من نقطة إلى نقطة.
3.5. عمليات MPI الجماعية.
3.6. أنواع البيانات المشتقة
3.7. الطبولوجيا الافتراضية والعمليات على أجهزة الاتصال.
3.8. التواصل البيني. اتصالات أحادية الاتجاه. معالجة الأخطاء.
3.9. التحكم الديناميكي في العملية. الإدخال/الإخراج المتوازي