Параллельное программирование для решения ресурсоемких задач физики

В современном мире проведение масштабных ресурсоёмких вычислений является неотъемлемой частью множества научных и прикладных исследований, особенно в физике. Стремительный рост производительности вычислительных систем достигается за счет использования параллельно работающих процессоров и многоядерных систем. Эффективное использование таких систем позволяет на порядки сократить время исследований и существенно повысить их точность. Необходимым условием повышения эффективности является применение специализированных средств разработки и методов распараллеливания. Знание и умение их использования необходимо как для простого компьютера с многоядерными процессорами, так идля больших кластерных систем и суперкомпьютеров.

Основная цель курса – пробудить студентов-физиков к «параллельному размышлению» над численным решением физической задачи, снабдив их в рамках лекционно-практического курса технологиями и навыками распараллеливания задач. С точки зрения программирования основной акцентсделан на практическое использование технологий OpenMP и MPI. Первая технология, ставшая де-факто стандартной в научных ресурсоёмких приложениях и поддерживаемая всеми современными разработчиками компиляторов, ориентирована на многоядерные процессоры и системы с общей памятью. Без технологии MPI невозможно представить современное положение кластерных систем, составляющих более 80% списка наиболее мощных компьютеров мира (www.top500.org).

Поскольку не каждую задачу удаётся эффективно распараллелить, то в курсе отдельно стоит проблема анализа физических задач и поиска алгоритмов их решения, допускающих эффективное использование нескольких узлов кластера одновременно. Практические занятия на учебном кластере и современном суперкомпьютере позволят студентам приобрести навыки удаленного использования мощных вычислительных ресурсов и откроют широкие перспективы в научно-исследовательской работе.

Для удобства восприятия курса и эффективной организации взаимодействия слушателей и преподавателей, курс представлен в очно-дистанционной форме на базе портала по дистанционному образованию МГУ http://distant.msu.ru