Название: Масштабируемые вычисления для гетерогенных платформ
Автор: Копысов С.П., Кузьмин И.М., Недожогин Н.С.
Издательство: УдГУ
Год: 2020
Страниц: 272
Язык: русский
Формат: pdf
Размер: 11.9 MB

Учебное пособие представляет собой введение в методы построения и программной реализации параллельных численных алгоритмов на гетерогенных вычислительных платформ. Основной ее целью является научить читателя самостоятельно разрабатывать максимально эффективные алгоритмы и программы для современных компьютеров.

Учебное пособие содержит описание основ параллельных вычислений, показателей производительности, особенностей проектирования и распараллеливания программ, отображения алгоритмов на гетерогенную архитектуры вычислительных систем. Предлагаются методические приемы для приобретения практических навыков организации масштабируемых вычислений в высокопроизводительных системах.

В настоящее время используются многоядерные вычислительные системы гибридной архитектуры для которых построение эффективных параллельных алгоритмов решения задач и их отображение практически невозможно без представлений о используемой современной архитектуре процессоров и ускорителей вычислений при их совместном использовании.

В данной части курса рассматриваются основы многопоточных вычислений, структура и характеристики параллельных алгоритмов, показатели производительности вычислений, вопросы построения параллельных алгоритмов и программ, задача отображение алгоритмов на архитектуру гетерогенных многопроцессорных вычислительных систем с несколькими многоядерными процессорами и ускорителями вычислений со сложной организацией иерархической памяти, выбор промежуточного программного обеспечения, некоторые примеры построения и реализация гибридных вычислений.

Акцент данного учебного пособия направлен на эффективную параллельную реализацию вычислительных алгоритмов и мы надеемся восполнить некоторые отмеченные пробелы. Любой параллельный алгоритм (программа) состоит из блоков параллельных и последовательных вычислений. Последовательная часть алгоритма называется критическим сечением — это последовательность операторов, которая должна выполнятся только одним процессором. Это ввод/вывод, менеджмент потоков, точки синхронизации и т.п. За критическим сечением обычно следует ветвление, инициирующее параллельно выполняемые участки алгоритма — параллельные ветви. В месте соединения параллельных участков выполняется синхронизация и параллельные ветви возвращаются к критическому сечению. Синхронизация требуется для того, чтобы вычисления в параллельных участках закончились прежде, чем начнется выполнение последовательной части.

Учебное пособие предназначено студентам, изучающим дисциплины, связанные с параллельными вычислениями: "Параллельные алгоритмы", "Программное обеспечение многопроцессорных вычислительных систем", "Методы декомпозиции области", "Высокопроизводительные вычисления".