010400.68-01 Параллельные вычисления

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ
МОДУЛЬ ИРИТ-РТФ.049.2012
ИНФОРМАТИКА И ПРОГРАММИРОВАНИЕ
Код ООП
Направление/
Специальность
Профиль/ Программа магистратуры/
Специализация
Код
дисциплины по
учебному плану
Прикладная
математика
Математическое моделирование
М.2.2.16.1
информатика
Программа модуля составлена авторами:
№
ФИО
Ученая степень,
Должность
Кафедра
Подпись
п/п
ученое звание
Вычислительных
методов и
Акимова
1
уравнений
Доцент, д.ф.-м.н.
профессор
Елена Николаевна
математической
физики
Программа модуля одобрена на заседании кафедр:
ФИО
Наименование кафедры
Дата
заведующего
Подпись
кафедрой
1
Кафедра-координатор модуля:
Мартышко П.С.
Вычислительных методов и уравнений
математической физики
2
Читающая кафедра: Вычислительных
Мартышко П.С.
методов и уравнений математической
физики
3
Выпускающая кафедра: Вычислительных
Мартышко П.С.
методов и уравнений математической
физики
010400.68-012011
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
5.1. Рекомендуемая литература
5.1.1. Основная литература
1. Боресков А.В., Харламов А.А. Основы работы с технологией CUDA.
М.: ДМК Пресс, 2010. - 232 с.: ил.
2. CUDA C BEST PRACTICES GUIDE. Design Guide. March 2011.
3. NVIDIA CUDA Compute Unified Device Architecture. Programming Guide. (version 4.0).
( электронный ресурс от 05.06.2011. http://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/4_0/
toolkit/docs/CUDA_C_Programming_Guide.pdf).
5.1.2. Дополнительная литература
1. Акимова Е.Н. Параллельные алгоритмы решения обратных задач гравиметрии и
магнитометрии на МВС-1000 // Вестник ННГУ. 2009. № 4. С. 181–189.
2. Акимова Е.Н., Белоусов Д.В. Распараллеливание алгоритмов решения линейной
обратной задачи гравиметрии на МВС-1000 и графических процессорах // Вестник
ННГУ. 2010. № 5. Ч. 1. С. 193–200.
3. Антонов А.С. Введение в параллельные вычисления. – М.: Изд-во физического факультета
МГУ, 2002. 70 стр.
4. Букатов А.А., Дацюк В.Н., Жегуло А.И. Программирование многопроцессорных
вычислительных систем. – Ростов-на-Дону: Изд-во ООО "ЦВВР", 2003. 208с.
5. Ортега Дж. Введение в параллельные и векторные методы решения линейных систем.
– М.: Мир, 1991. 365 с.
6. Фаддеев В.К. , Фаддеева В.Н. Вычислительные методы линейной алгебры. М.: Гос. издво физ.-мат. литературы, 1963. 734 с.
5.1.3. Методические разработки
1 .Акимова Е.Н. Параллельные вычисления. Учебное пособие. Екатеринбург: УГТУ-УПИ,
2007. 84 с.
5.2. Электронные образовательные ресурсы
В стадии разработки
Программное обеспечение
 CUDA
 Графическая программа «Surfer», редактор «Word».
 Расширение языков программирования С/С++.
5.3.
5.4. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
http://www.nvidia.ru Официальный сайт NVIDIA Corporation
http://www.parallel.ru - Информационно-аналитический центр по параллельным вычислениям
http://parallel.uran.ru - Параллельные вычисления в УрО РАН
5.5. Фонд оценочных средств ()
Раздел в стадии разработки.
5.6. Информационные сервисы, обеспечивающие учебный процесс
- http://study.ustu.ru –портал информационно-образовательных ресурсов УрФУ
-
http://rtf.ustu.ru - официальный сайт ИРИТ-РтФ
-
http://vmumf.rtf.ustu.ru –официальный сайт кафедры ВМиУМФ
6. ПЕРЕЧЕНЬ КЛЮЧЕВЫХ СЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
№
раздела
Р1
Р2
Р3
Р4
Наименование раздела,
темы
Существующие
многоядерные системы.
Эволюция GPU и GPGPU
Модель
программирования в
CUDA. Программноаппаратный стек CUDA
Иерархия памяти в
cuda. Работа с глобальной
памятью.
Разделяемая память в
cuda и ее эффективное
использование.
Ключевые слова
Многоядерные и гибридные вычислительные
системы с графическими процессорами
Основы CUDA host api. Установка cuda на
компьютер. Компиляция программ cuda с помощью
nvcc. Замеры времени на GPU. Атомарные операции в
cuda.
Типы памяти в cuda. Работа с константной
памятью. Работа с глобальной памятью. Оптимизация
работы с глобальной памятью.
Работа с разделяемой памятью. Шаблоны
доступа к разделяемой памяти.
2
Р5
Р6
Р7
Р8
Р9
Архитектура GPU
Тesla, основы PTX
Оптимизации
Архитектура GPU Tesla 8 и Tesla 10. Типы
данных, переменные и основные команды PTX.
PTX-асемблер. Анализ PTX-ассемблера.
Использование CUDA-профайлера. Основные разделы
библиотеки CUBLAS.
Параллельные вычисления.
Примеры параллельных
Определение эффективности и ускорения
программ. Оценка
параллельных алгоритмов.
эффективности и
ускорения.
Основные принципы распараллеливания прямых и
Примеры параллельных
итерационных методов решения систем линейных
численных методов.
уравнений.
Математические
модели и постановки
некоторых задач.
Линейная обратная задача гравиметрии
3