Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского Национальный исследовательский университет Учебно-научный и инновационный комплекс

Скачать 0.5 Mb.

Название	Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского Национальный исследовательский университет Учебно-научный и инновационный комплекс
страница	1/4
Дата публикации	04.07.2013
Размер	0.5 Mb.
Тип	Образовательная программа

100-bal.ru > Информатика > Образовательная программа

1 2 3 4

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Национальный исследовательский университет
Учебно-научный и инновационный комплекс

«Новые многофункциональные материалы и нанотехнологии»
Исследовательской школа «Наноматериалы и нанотехнологии»
Основная профессиональная образовательная программа аспирантуры

01.04.10 Физика полупроводников
Название дисциплины Параллельное программирование в физических исследованиях

Денисенко М.В., Сатанин А.М.
ПРИМЕНЕНИЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИИ CUDA ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Электронное учебно-методическое пособие

Мероприятие 3.1: Развитие системы поддержки ведущих научно-педагогических коллективов, молодых ученых, преподавателей и специалистов

Нижний Новгород

2012

ПРИМЕНЕНИЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИИ CUDA ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Денисенко М.В., Сатанин А.М. Электронное учебно-методическое пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2012. – 53 с.

Аннотация. В учебно-методическом пособии рассматриваются возможности применения технологии CUDA в научных исследованиях. Описываются принципы распараллеливания, и демонстрируется пример работающей программы – расчет диссипативной динамики квантового элемента памяти (кубита) методом квантовых траекторий (квантовым методом Монте-Карло). На базе примера показана эффективность работы графических ускорителей, масштабируемость и описывается возможность взаимодействия нескольких графических ускорителей с применением технологии MPI. Приведена схема вычислительного кластера НИФТИ ННГУ, дано описание и порядок выполнения лабораторных работ по изучению принципов гетерогенных вычислительных систем и реализации численных физических экспериментов. Пособие содержит задачи для самостоятельного решения и вопросы для анализировано результатов.

Электронное учебно-методическое пособие предназначено для аспирантов ННГУ, обучающихся по основной профессиональной образовательной программе аспирантуры

01.04.07 Физика конденсированного состояния, студентов старших курсов, изучающих курс параллельное программирование в физических исследованиях, а также для использования в УНИК «Новые многофункциональные материалы и нанотехнологии».

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1Параллельное программирование на GPU 5

3.3 Результаты расчета и полученное ускорение 32

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Пример программы CUDA+MPI: расчет интерференционных картин вероятности переходов кубита квантовым методом Монте-Карло 45

ВВЕДЕНИЕ

Для ускорения расчетов в последние годы активно применяются возможности современных графических карт, реализующие массово-параллельные вычисления общего назначения на мощных графических процессорах. Примером данной технологии является программно-аппаратная архитектура CUDA (от англ. Compute Unified Device Architecture), разработанная компанией Nvidia [1]. CUDA реализует аппаратный параллелизм, базируясь на принципах вычислений SIMD (от англ. Single Instruction Multiple Data), т.е. позволяет применять одни и те же команды параллельно к множеству данных.

Методическая работа базируется на оборудовании, закупленном в рамках программы развития ННГУ как национального исследовательского университета – вычислительного кластера НИФТИ ННГУ. В рамках данной работы описываются возможности применения технологии CUDA в научных исследованиях, описываются принципы распараллеливания и приводится пример работающей программы – расчет диссипативной динамики квантового элемента памяти (кубита) квантовым методом Монте-Карло. На базе примера демонстрируется эффективность работы графических ускорителей, масштабируемость и описывается возможность взаимодействия нескольких графических ускорителей с применением технологии MPI.

Развитая в работе техника расчета диссипативной динамики кубитов может быть естественным образом распространена на более сложные системы. Например, используемый квантовый метод Монте-Карло применим для моделирования работы многих других квантовых объектов (например, квантовых ям, квантовых точек, ионов в ловушках и т.д.) в реальных условиях взаимодействия с внешним окружением, а также для изучения работы генератора одиночных фотонов, полупроводниковых транзисторов и генераторов на основе квантовых точек и др.

1 2 3 4

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

	Российской Федерации Нижегородский государственный университет им.... Учебно-методическое пособие предназначено для студентов очного и очно-заочного отделений химических факультетов высших учебных заведений,...		Конкурс государственнных стипендий на обучение в магистратуре и аспирантуре... Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского – национальный исследовательский университет (ннгу) объявляет конкурсный...
	Учебно-методический комплекс Новосибирск, 2013 Учебно-методический комплекс «Иммунология» Умк подготовлен в рамках реализации Программы развития государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования...		Нижегородский государственный университет им. Лобачевского Исследование кротовых нор в общей теории относительности и их возможное влияние на эволюцию Вселенной
	В. Н. Ясенев Информационная безопасность в экономических системах Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный университет им. Н....		Отчет о реализации программы развития Фгбоу впо «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет)
	Рабочая программа дисциплины (модуля) «Гражданское право» Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный университет им. Н....		Реферат по курсу медицинской энтомологии Тема: лихорадка паппатачи «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет» (Новосибирский государственный университет, нгу)
	Основная образовательная программа высшего профессионального образования... «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет» (Новосибирский государственный университет, нгу)		Реферат по курсу энтомологии студентка медф гр. 13451. 1 «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет» (Новосибирский государственный университет, нгу)
	Фгаоу впо «Белгородский государственный национальный исследовательский... Фгаоу впо «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»		Развитие управления в сфере туризма и гостеприимства (теория, методология, практика) Диссертация выполнена на кафедре менеджмента гоу впо «Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского»
	Протокол Нижегородский филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования...		Протокол Нижегородский филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования...
	Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального... «российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. Пирогова»		Доклад о ходе реализации «Программы развития государственного образовательного бюджетного учреждения высшего профессионального образования «Государственный...

Школьные материалы