Скачать 186.14 Kb.
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) МИРЭА Учебно-методический комплекс по дисциплине «Методы оценки эффективности вычислительных систем»
Аннотация Дисциплина «Методы оценки эффективности вычислительных систем»» (МОЭВС) предназначена для ознакомления студентов специальности вычислительные машины, комплексы системы и сети с современными методами анализа эффективности вычислительных систем (ВС). В рамках курса рассматриваются вопросы анализа производительности и эффективности ВС на основе использования различных измерительных и аналитических моделей. Данная дисциплина связана с дисциплинами «Основы алгоритмизации и программирования», «теория вероятностей и математическая статистика», «архитектура вычислительных систем», при изучении которых студенты осваивают основы алгоритмизации и программирования на языках высокого уровня, состав и функции операционных систем, программно реализуемые методы решения задач. Знания, полученные на лекциях, в процессе выполнения лабораторных и курсовых работ, могут быть использованы студентом в будущей работе, связанной с разработкой программных систем различной функциональной направленности. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) МИРЭА
РАБОЧАЯ ПРОГРАММАдисциплины «Методы оценки эффективности вычислительных систем» Специальность 220100 - «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» Составлена на основании Государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности СД.08 (Шифр по ГОСу) Факультет: Вычислительные машины и системыКафедра: Проблем информатики ИПИ РАН Объем учебной нагрузки и виды отчетности
Москва 2007 Дисциплина «Методы анализа графических систем» читается на пятом курсе в 9 ом семестре. Общий объем курса – 56 аудиторных часа (42 – лекции, 14 – лабораторные работы).Курс заканчивается экзаменом.
1.1.Цель изучения дисциплины. Цель курса - познакомить студентов с современными подходами к анализу производительности и эффективности вычислительных систем различнго прикладного назначения. Получение: -представления об аналитических и измерительных методах оценки производительности вычислительных систем, -знаний об основным математических моделях, применяемых при оценке производительности и эффективности вычислительных систем, -умений выполнения измерений производительности, -опыта использования измерительных средств основных сред программирования, -опыта применения статистической обработки измерений с учетом специфики прикладных вычислительных систем. 1.2. Задачи изучения дисциплины Изучения курса состоит в изучении как теоретических моделей работы вычислительных систем (ВС), так и и работы в среде MS Visual C++ или Delphi, а также специальными средставами верификации (например, SMV), использования программных средств для проверки статистических гипотез )MS Excel, SPPS). 1.3. Перечень дисциплин и разделов, знание которых требуется для изучения данной дисциплины:
- компьютерная графика, основы математического анализа; - среда Windows 2000/XP, Internet, программирование на С/С++. 2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 2.1. Наименование тем, их содержание 2.1.1. Место задач оценки производительности вычислительных систем (ВС) в современной информатике. Основные меры производительности. 2.1.2 Классификация производительности ВС по их прикладному назначению, по специфике реализации и соотношению загрузки программных и аппаратных средств. 2.1.3. Последовательные, параллельные и распределенные ВС 2.1.4 Концептуальные и математические модели сложных систем. 2.1.5 Модели Вычислительных систем (ВС). Уровни представления ВС. 2.1.6 Вероятностные и детерминированные модели оценки производительности. 2.1.7 Автоматные и сетевые модели программ и вычислительных систем. 2.1.8 Статистические методы анализа и предсказания производительности.2.1.9 Вычислительная сложность алгоритмов как фактор производительности программно-аппаратных систем . 2.1.10 Верификация программных, аппаратных, и программно- аппаратных систем. Трассировка и профилирование программ. 2.1.11 Тестирование и верификация. Тесты и бенчмарки.2.1.12 Корректность поведения и производительность программ. 2.1.13 Надежность и производительность ВС. . Распределение времени по темам дисциплины
2.3. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ (СЕМИНАРЫ) Семинары программой курса не предусмотрены. 2.4. ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ РАБОТ И ПРОЕКТОВ Программой курса не предусмотрены. 2.5. САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ СТУДЕНТОВ
3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
1. Д,Ферарри, Оценка производительности вычислительных систем:, М,: Мир.,1981 2. С.Л. Френкель Вероятностные модели производительности прикладных вычислительных систем, ИПИРАН, 2005г. …………………………………….. . 3. А.Патерсон. Сети Петри, М: Мир, 1990г.. 4. Л..Лихтарников,Первое знакомство с математической логикой.СПб.:Лань,1997 3.2 Дополнительная литература 1. Авен О.И. Гурин Н.Н. Коган А.Я. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем. М.Наука, 1982 2. Роджерс Д., Алгоритмические основы компьютерной графики- М.: Мир, 1989. 3 С.Л. Френкель Компьютерная графика. Модели трехмерных сцен и геометрические преобразования (учебное пособие), Моск. гос. институт радиотехники, электроники и автоматики, М., 2002г. 4. В.А.Сигнаевский. Я.А.Коган, Методы оценки быстродействия вычислительных систем, Moсква: “Наука”, 1990. 5 .Ларионов А.М. П., Костенко В.А. Смелянский, Р.Л. Ющенко Н.В. Методика оценки времени выполнения оптимизированных программ // Программирование, 1999, №5, с. 52-61. Рабочую программу составил к.т.н., доц. С.Л. Френкель Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры проблем информатики ИПИ РАН « ___ » ______________ 2006 г. Заведующий кафедрой, чл.-корр. РАНИ.А.Соколов МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИдля преподавателей 1. Методические рекомендации по использованию ТСО 1.1 Подготовка исполнимых модулей программ, производительность которых должна быть исследована и оптимизирована. 1.2. Профилирование и трассировка программ. 1.3. Статистический анализ трасс выполнения программ. 1.4. Использование Интернет для поиска материалов и приложений по заданным темам. 1.5. Работа с профессиональными графическими системами. Компьютер должен работать под управлением ОС Windows XP, и на нём должны быть установлены программные продукты:
Изучении методов профилирования и трассировки программ связано с использованием одного из указанных средств программирования , в зависимости от навыков студентов. Оценка численных характеристик производительности программ (темы 2.1.7-2.1.10 ) связано с использованием MS Excel, статистических пакетов (SSP, STATISTICA и т.д.). . 2. Список экзаменационных вопросов 1. Понятие “производительность” вычислительной системы (ВС). Численные характеристики производительности. . 2 Модель ВС. Уровни представления ВС. Семантика систем помеченных переходов. 3. Иерархия задач оценки производительности. Спецификация ВС. 5. Понятие вычислительной сложности алгоритмов. Характеристика алгоритмов построения сцен. Их виды и классы сложности. 6. Основные подходы к анализу производительности программ. Способы выделения “узких мест” в приложениях. . 7. Модели поведения вычислительных систем. Вероятностные и детерминистские модели. 8. “Граф задач” как модель производительности программно-аппаратной системы. 9. Оценка производительности и надежности по моделям ВС высокого уровня. 10 Оценка производительности при моделировании ВС методами Стохастических сетей Петри. 11. Источники случайности времени выполнения программ.. 12. Статистические методы оценки и предсказания производительности. . 13 . Автоматные модели программ. 14 Моделирование программ с параллельно протекающими процессами. 15 . Верификация программных, аппаратных, и программно-аппаратных систем. Тестирование и верификация 16. Трассировка и профилирование программ. Тесты и бенчмарки. 17 . Факторы, влияющие на быстродействие программ. Слoжность алгоритмов и быстродействие программ. 18. Понятие о логических методах представления спецификаций ВС. 3. Экзаменационные билеты Билет 1 1 Модель ВС. Уровни представления ВС. Семантика систем помеченных переходов. (материалы к лекциям). 2. Факторы, влияющие на быстродействие программ компьютерной графики. Билет 2 1.Верификация программных, аппаратных, и программно-аппаратных систем. 2. Оценка производительности ВС по трасам программ.. Билет 3 1.Иерархия задач оценки производительности. Спецификация ВС. Понятие о логических методах представления спецификаций ВС. 2. Стохастические сети Петри. Билет 4 1.Понятие вычислительной сложности алгоритмов. Характеристика алгоритмов построения сцен. Их виды и классы сложности. 2.Логические методы функциональной и временной верификации программ, Билет 5 1. Понятие “производительность” вычислительной системы (ВС). Численные характеристики производительности. 2. Трассировка и профилирование программ. Тесты и бенчмарки. Билет6 1. Иерархия задач оценки производительности. Спецификация ВС. Понятие о логических методах представления спецификаций ВС. 2. Вычислительная слoжность алгоритмов и быстродействие программ. Билет 7 1.Модель ВС. Уровни представления ВС. 2. Тесты и бенчмарки - статистические методы анализа рабочей нагрузкиБилет 8 1. Понятие “производительность” вычислительной системы (ВС). Численные характеристики производительности. 2. Управление быстродействием решения задач в OpenGL. Билет 9 1. Профилирование и трассировка программ. 2. Статистические задачи, возникающие при анализе производительности. Билет 10 1. Модели поведения вычислительных систем. Вероятностные и детерминистские модели 2 . Статистические методы оценки и предсказания производительности. 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 3.1 Основная литература 1. Д, Ферарри, Оценка производительности вычислительных истем:, М,: Мир.,1981.2. С.Л. Френкель Вероятностные модели производительности прикладных вычислительных систем, ИПИРАН, 2005г, 2. Л..Лихтарников,Первое знакомство с математической логикой.СПб.:Лань,1997 3. А.Патерсон. Сети Петри, М: Мир, 1990г.. 4. С.Л. Френкель Компьютерная графика. Модели трехмерных сцен и геометрические преобразования (учебное пособие), Моск. гос. институт радиотехники, электроники и автоматики, М., 2002г. 3.2 Дополнительная литература 1. Авен О.И. Гурин Н.Н. Коган А.Я. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем, М.Наука, 1982 2 Авен О.И. Гурин Н.Н. Коган А.Я. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем, М.Наука, 1982 3.В.А.Сигнаевский. Я.А.Коган, Методы оценки быстродействия вычислительных систем, Moсква: “ Наука”, 1990. 4 .Ларионов А.М. П., Костенко В.А. Смелянский, Р.Л. Ющенко Н.В. Методика оценки времени выполнения оптимизированных программ // Программирование, 1999, №5, с. 52-61. 5. Роджерс Д., Алгоритмические основы компьютерной графики- М.: Мир, 1989, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯдля студентов 1. Список основной и дополнительной литературы 1.1 Основная литература 1. Л..Лихтарников,Первое знакомство с математической логикой.СПб.:Лань,1997 2. Д, Ферарри, Оценка производительности вычислительных систем:, М,: Мир.,1981 3. С.Л. Френкель Вероятностные модели производительности прикладных вычислительных систем, ИПИРАН, 2005г, 4. С.Л. Френкель Компьютерная графика. Модели трехмерных сцен и геометрические преобразования (учебное пособие), Моск. гос. институт радиотехники, электроники и автоматики, М., 2002г. 1.2 Дополнительная литература 1. Авен О.И. Гурин Н.Н. Коган А.Я. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем, М.Наука, 1982 2. В.А.Сигнаевский. Я.А.Коган, Методы оценки быстродействия вычислительных систем, Moсква: “Наука”, 1990. 3.Ларионов А.М. П., Костенко В.А. Смелянский, Р.Л. Ющенко Н.В. Методика оценки времени выполнения оптимизированных программ // Программирование, 1999, №5, с. 52-61. 4. Роджерс Д., Алгоритмические основы компьютерной графики- М.: Мир, 1989, 2. Методические указания по выполнению лабораторных работ.
При подготовке к выполнению лабораторных работ следует пользоваться указаниями ресурса http:// www.ipiran.ru/ /frenkel/courses.html 2.2. Цели и этапы выполнения лабораторных работ При выполнении лабораторных работ студенты должны овладеть основными приёмами анализа графических приложений и измерения стандартными средствами производительности (времени выполнения) в среде Windows. При выполнении работы № 1 рассматриваютя различные аспекты измеренеия с помошью механизмож Performance counter. Изучается специфика API-функции GetTickCoun(). При выполнении работ №№ 2-4 студенты должны согласовать с преподавателем стратегию оптимизации программ по производительности (анализ “узких мест”, использования измерительных функций) и скомпилировать соответствующие программы. |
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Методы оптимальных решений» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных, практических и лабораторных... | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физиология высшей нервной... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,... | ||
Методы и средства программирования софт-архитектур для реконфигурируемых вычислительных систем Специальность 05. 13. 11 Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей | Учебно-методический комплекс Цель курса: обучение основным знаниям и навыкам разработки, реализации и оценки эффективности кампаний в области связей | ||
Рабочая учебная программа по дисциплине «Исследование систем управления» Учебно – методический комплекс по дисциплине «Исследование систем управления» составлен в соответствии с требованиями Государственного... | Исследование систем управления учебно-методический комплекс по направлению:... Исследование систем управления: Учебно-методический комплекс / Авт. Сост. Е. В. Козлова – спб.: Ивэсэп, 2005 | ||
Учебно-методический комплекс ростов-на-Дону 2009 Учебно-методический... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Адвокатская деятельность и адвокатура» разработан в соответствии с образовательным стандартом... | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Математические методы в исторических исследованиях» Учебно-методическое пособие предназначено для студентов ннгу, обучающихся по направлению подготовки 030600. 62 «История», изучающих... | ||
Учебно-методический комплекс 1 Москва 2014 Учебно-методический комплекс... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования | Учебно-методический комплекс 2 Москва 2014 Учебно-методический комплекс... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования | ||
Учебно-методический комплекс 2 Москва 2014 Учебно-методический комплекс... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Искусствоведение» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... | ||
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Медиапсихология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Макроэкономика» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,... | ||
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,... | Учебно-методический комплекс по дисциплине «судебная медицина» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... |