Параллельное программирование для школьников



Авторы: Юфрякова Ольга Алексеевна 1
Гаврилова Ирина Витальевна 2
Одинцов Игорь Олегович 3
1 ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова», 2 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №83 имени кавалера ордена Мужества Е. Е. Табакова, 3 Intel
Появление многоядерных процессоров изменило компьютерный мир. Сегодня необходимо знакомить школьников с суперкомпьютерами, высокопроизводительными вычислениями. Программирование для параллельных вычислительных систем и многоядерных процессоров можно рассматривать как перспективное направление развития школьного курса информатики. Вопрос о том, когда и каким образом знакомить детей с параллельным программированием, суперкомпьютерами остается актуальным в настоящее время.

Сегодня программирование для параллельных вычислительных систем и многоядерных процессоров можно рассматривать как перспективное направление развития школьного курса информатики.

В рамках Шестой Международной молодежной научно-практической школы «Высокопроизводительные вычисления на Grid системах» (http://itprojects.narfu.ru/grid/) в институте математики, информационных и космических технологий САФУ имени М.В. Ломоносова впервые был проведен трек для школьников и учителей информатики «Суперкомпьютерный мир».

Он был посвящен обсуждению и рассмотрению основ параллельных технологий, изучение которых может быть включено в школьную программу по информатике.

В программе трека были представлены лекции «Экзафлопсное будущее» (Юфрякова О.А., г. Архангельск), «Параллелизм вокруг нас» (Одинцов И.О., г. Санкт-Петербург) и открытые интерактивные уроки «Параллельная обработка данных» (Гаврилова И.В., г. Ногинск).

Научно-популярная лекция для школьников «Экзафлопсное будущее» позволила понять тенденции развития современных компьютеров, осознать необходимость и значимость высокопроизводительных вычислений. В лекции рассматривались понятия параллельных вычислений и суперкомпьютинга, обосновывалась их необходимость, приводились примеры наукоемких и ресурсоемких приложений, обсуждались сдерживающие факторы экзафлопса - нового рубежа производительности суперкомпьютеров.

В рамках лекции «Параллелизм вокруг нас» было рассказано о высокопроизводительных вычислениях на большом количестве примеров из индустрии, показана важность суперкомпьютерного программирования как третьей грамотности. Далее на многочисленных примерах из области операционных систем школьники разобрали основные концепции параллельного программирования и научились  решать простейшие задачи.

На интерактивных уроках «Параллельная обработка данных» школьники приняли участие в игре с имитацией параллельных вычислений, параллельной обработкой текстовой и графической информации. Цель игры –  научить детей мыслить «параллельно» и познакомить с современными суперкомпьютерными технологиями.

Экскурсии на суперкомпьютер САФУ завершили цикл образовательного трека.

Целевой аудиторией трека являлись и учителя информатики. По окончании трека для учителей школ был организован круглый стол «Использование параллельных вычислений в школьных программах по информатике», где слушатели обменялись имеющимся опытом по использованию параллельных вычислений в школьных программах.

На сегодняшний день существует необходимость знакомить школьников с суперкомпьютерами, параллельными вычислениями. Вопрос о том, когда и каким образом знакомить детей с параллельным программированием, суперкомпьютерами остается актуальным в настоящее время. Познакомив детей с суперкомпьютерами, можно найти тех, кому это интересно и продолжить обучение на внеурочных занятиях. 

Список использованных источников
  1. Гаврилова И.В. Суперкомпьютерное образование и школа. Материалы XXV Международной конференции "Применение новых технологий в образовании" 25 – 26 июня 2014. г. Москва, г. Троицк: Департамент образования города Москвы, Администрация городского округа Троицк, Региональный общественный фонд новых технологий в образовании «БАЙТИК». Троицк, 2014. – С. 13 – 15.
  2. Гаврилова И.В. Путешествие в параллельные миры. Материалы XXV Международной конференции "Применение новых технологий в образовании" 25 – 26 июня 2014. г. Москва, г. Троицк: Департамент образования города Москвы, Администрация городского округа Троицк, Региональный общественный фонд новых технологий в образовании «БАЙТИК». Троицк, 2014. – С. 11 – 13.
  3. Одинцов И.О. Суперкомпьютерное программирование – третья грамотность. Преподавание информационных технологий в Российской Федерации: материалы Одиннадцатой открытой Всероссийской конференции (16 – 17 мая 2013 г). – Воронеж: Воронежский государственный университет, 2013. – 332 с.: ил. ISBN 978-5-9273-2027-1
  4. Одинцов И.О. Компьютерный континуум: Знаю. Умею. Подтверждаю знания и умения. Преподавание информационных технологий в Российской Федерации: материалы Десятой открытой Всероссийской конференции (16–18 мая 2012 года). — М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2012.
Тип выступления  Стендовый доклад
Уровень образования  Дополнительное образование детей
Ключевые слова  Суперкомпьютерный мир, параллельное программирование, высокопроизводительные вычисления, экзафлопс, параллельная обработка данных