Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу)





Скачать 304.42 Kb.
НазваниеПроект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу)
страница1/3
Дата публикации06.05.2015
Размер304.42 Kb.
ТипПрограмма дисциплины
100-bal.ru > Информатика > Программа дисциплины
  1   2   3


ПРОЕКТ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Новосибирский государственный университет» (НГУ)
Факультет информационных технологий


УТВЕРЖДАЮ

_______________________
"_____"_______________20__ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Разработка и моделирование мелкозернистых устройств и процессов»
Магистерская программа

552802 «Высокопроизводительные вычислительные системы»
НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ 230100 «ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА»


Квалификация (степень) выпускника

Магистр
Форма обучения очная

Новосибирск

2011

Программа дисциплины «Разработка и моделирование мелкозернистых устройств и процессов»» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО к структуре и результатам освоения основных образовательных программ магистратуры по «Профессиональному циклу. Дисциплины по выбору студента» по направлению подготовки «Информатика и вычислительная техника», а также задачами, стоящими перед Новосибирским государственным университетом по реализации Программы развития НГУ.
Автор: Пискунов Сергей Владиславович, к.т.н., доцент по специальности 05.13.15 – вычислительные машины и системы.
Факультет информационных технологий

Кафедра Параллельных вычислений.

1. Цели освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины «Разработка и моделирование мелкозернистых устройств и процессов» является обучение теоретическим и практическим знаниям формальных методов, языковых и инструментальных средств синтеза глубоко параллельных мелкозернистых устройств и процессов, включающее: а) изучение формальных моделей мелкозернистых (клеточных) вычислений, б) систематизацию знаний об обобщенной модели мелкозернистых вычислений – алгоритме параллельных подстановок (АПП), в) освоение клеточной технологии конструирования имитационных моделей мелкозернистых устройств и процессов, основанной на формальных и эвристических эквивалентных преобразованиях АПП и системе имитационного моделирования WinALT, г) разработку и исследование моделей мелкозернистых устройств и процессов с помощью системы имитационного моделирования WinALT, д) освоение технологии построения библиотек для расширения функциональности системы с использованием языков Си, Си++. Освоив дисциплину обучающийся приобретает теоретические и практические знания по конструированию имитационных моделей с мелкозернистым параллелизмом не только клеточных автоматов и их расширений (прежде всего для описания нелинейных процессов в физике, биологии, социологии и т.д.), но и матричных, и конвейерных (включая систолические) архитектур, мультимикропроцессорных архитектур, ассоциативных процессоров, клеточно-нейронных сетей, однородных перестраиваемых вычислителей.
2. Место дисциплины в структуре магистерской программы

Дисциплина входит в число дисциплин по выбору профессионального цикла образовательной программы магистра. Изучение данной дисциплины основывается на базовых знаниях студента, поступающего в магистратуру, включая курсы «Вычислительная математика», «Математическая логика и теория алгоритмов», «Логические основы программирования», «Объектно-ориентированное программирование», «Операционные системы», «Основы параллельного программирования», «Методы трансляции и компиляции». Студент должен уметь использовать основные законы естественнонаучных дисциплин для понимания преподаваемой дисциплины, иметь навыки работы с компьютером как средством управления и обработки информации, знать языки программирования Си, Паскаль, уметь работать в ОС Windows и разрабатывать программы для платформы Win32. Знания, полученные при освоении дисциплины, могут быть использованы при параллельном освоении курсов «Формальные модели параллельных вычислений», "Современные проблемы информатики и вычислительной техники", "Технология разработки программных систем".
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) Изучение дисциплины направлено на формирование следующих общекультурных компетенций ОК-1, ОК-2, ОК-4, ОК-6, ОК-7, ОК-8 и профессиональных компетенций ПК-1, ПК-2, ПК-4, ПКС-8, ПКС-9, ПКС-14 выпускника.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

  • Знать: о применимости моделей с мелкозернистым параллелизмом в самых различных областяхот исследования архитектур вычислительных устройств, до решения задач из естественных наук; понятие параллельной алгоритмической системы – клеточный автомат, понятие обобщенной алгоритмической системы – алгоритм параллельных подстановок (АПП); методы асинхронной композиции АПП; виды некорректности АПП в синхронной и асинхронной модах исполнения и методы их распознавания; методы пространственно-временных и структурных эквивалентных преобразований АПП; архитектуру и основные характеристики системы имитационного моделирования мелкозернистых алгоритмов и структур – WinALT; основные приемы конструирования моделей параллельных процессов, представленных в виде АПП, в системе WinALT; способы и средства расширения функциональных возможностей системы WinALT с целью ее адаптации к новой предметной области; концепцию построения программных систем с открытой архитектурой.

  • Уметь: разрабатывать алгоритмы с мелкозернистым параллелизмом для представления вычислительных процессов в информатике и технической физике; строить компьютерные модели мелкозернистых алгоритмов и структур в широком спектре приложений в информатике и технической физике с использованием системы WinALT; разрабатывать внешние библиотеки, расширяющие функциональные возможности системы WinALT использовать библиотеки для построения сложных моделей из библиотечных элементов;

  • Владеть: основами клеточной технологии конструирования моделей с мелкозернистым параллелизмом, средствами компьютерным моделированием клеточных вычислений, способами и средствами расширения функциональных возможностей системы WinALT.


4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Разработка и моделирование мелкозернистых устройств и процессов»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.






п/п


Разделы

дисциплины

Семестр

Недели семестра



Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (часы)

Контроль успеваемости (по неделям семестра). Промежуточная аттестация (по семестрам)














Лекции

Семинары

Практ. занятия.

Самост. работа

Сумма




1

ВВЕДЕНИЕ

2

1

2










2




2

ФОРМАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ МАССОВЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

2

2

2







4

6




3

ОБОБЩЕННАЯ МОДЕЛЬ МЕЛКО-ЗЕРНИСТЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ -- АЛГОРИТМ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПОДСТАНОВОК (АПП)

2

3-4

4

4




4

12




4

СИСТЕМА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИ- РОВАНИЯ WINALT




5-7

4

4

4

6

18

ПЗ1(6)

5

ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АПП

2

8-11

4

4

4

6

18

ПЗ2(8), ПЗ3(10)

6

АСИНХРОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ АПП

2

12-16

4

8

6

8

26

ПЗ4(15)

7

АПП - ИНСТРУМЕНТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АРХИТЕКТУРЫ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО УСТРОЙСТВА

3

1-4

4

4

6

8

22

ПЗ5(3)

8

ЯЗЫКОВЫЕ СРЕДСТВА и ГРАФИЧЕСКАЯ СРЕДА СИСТЕМЫ WINALT

3

5-8

6

6

6

8

26

ПЗ6(7)

9

ОСНОВЫ КЛЕТОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИИ КОНСТРУИРОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ

3

9-12

4

6

6

8

24

ПЗ7(11)

10

ПОСТРОЕНИЯ БИБЛИОТЕК ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ

3

13-16

6

6

6

8

26

ПЗ8(15)

КР (15,16)

З (16)

Всего часов







40

42

38

60

180









А) Лекции

    Раздел 1. (2 час) Введение. Исследование физических и информационных процессов в клеточном пространстве. Две тенденции (теоретическая и прикладная) в развитии клеточных вычислений. Клеточная технология вычислений. Задачи синтеза клеточных алгоритмов и устройств с массовым пространственно-временным параллелизмом.

    Раздел 2. (2 часа) Формальные модели массовых параллельных вычислений. Клеточный автомат: основные определения. Универсальные клеточные автоматы. Нейронные и клеточно-нейронные сети, ассоциативные машины, систолические структуры, однородные вычислительные структуры.

Раздел 3. (4 часа). Обобщенная модель мелкозернистых вычислений - алгоритм параллельных подстановок (АПП). Происхождение модели и ее основные черты. Базовые понятия: клеточный массив, конфигурация, параллельная подстановка, система параллельных подстановок. Синхронная и асинхронная моды выполнения системы параллельных подстановок. Понятие АПП. Подклассы и расширения АПП. Интерпретация АПП сетью автоматов.

Раздел 4. (4 часа). Система имитационного моделирования WINALT. Принципы построения системы. Архитектура системы. Назначение и характеристика подсистем. Графический образ системы. Описание сайта системы. Введение в технологию конструирования моделей в системе WinALT.

Раздел 5. (4 часа). Эквивалентные преобразования АПП. Пространственно-временные и синхронно-асинхронные преобразования алгоритмов параллельных подстановок. Преобразование двумерных алгоритмов параллельных подстановок в трехмерные (методы расслоения).

Раздел 6. (4 часа). Асинхронная композиция АПП. Способы представления и описания асинхронного параллельного управления. Граф-схема взаимодействия параллельных процессов. Моделирование управления сетью Петри. Представление сети Петри в виде алгоритма параллельных подстановок. Композиционное расширение алгоритма параллельных подстановок, способы получения композиционных расширений. Представление асинхронной композиции сетью автоматов.

Раздел 7. (4 часа). АПП - инструмент проектирования архитектуры мелкозернистого устройства. Общая схема проектирования архитектуры клеточного устройства по его алгоритмическому описанию. Архитектура двумерных и трехмерных клеточных устройств. Примеры возможной реализации клеточных устройств в виде трехмерных (многослойных) электрооптических СБИС с простой топологией отдельного слоя и массовыми межслойными оптическими связями.

Раздел 8. (4 часа). Языковые средства и графическая среда системы WINALT.

Общий обзор. Моделирующая программа. Средства параллельного программирования (воплощение АПП). Средства последовательного структурного программирования. Объединение средств параллельной и последовательной частей языка. Средства редактирования текстов. WinALT – система визуального программирования. Окно «Дерево проекта». Меню. Панели инструментов. Основные диалоги. Вспомогательные окна. Средства визуального конструирования и модификации графических образов данных модели и моделирующих программ.

Раздел 9. (4 часа). Основы клеточной технологии конструирования моделей. Создание проекта в системе. Создание полотен (файлов) с клеточными объектами и моделирующими программами. Режимы выполнения и отладки модели. Примеры проектов в области классических клеточных автоматов, клеточно-нейронных сетей, многоступенчатых микроконвейеров, искусственной жизни, имитации физических процессов. Синтез архитектур 3D спецпроцессоров с оптическими межсоединениями.

Раздел 10. (4 часа). Разработка библиотек системы WINALT. Средства модульности и расширения возможностей языка. Конструирование библиотек имитационных моделей. Построение сложных имитационных моделей с использованием библиотечных элементов.
Б) Практические занятия (лабораторные работы)

Лабораторная работа 1. (4 часа) Освоение среды моделирования.

Выполняется освоение инструментов системы по созданию проекта имитационной модели, набора полотен для размещения графических и текстовых объектов модели, редактированию и просмотру клеточных объектов, редактированию, исполнению и отладке моделирующих программ. Разбирается создание демонстрационного проекта «с нуля» в режиме «шаг за шагом».
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconПроект программы дисциплины министерство образования и науки Российской...
«профессиональному» циклу (вариативная часть) по направлению подготовки «Информатика и вычислительная техника», а также задачами,...
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconПроект программы дисциплины министерство образования и науки Российской...
Фгос впо к структуре и результатам освоения основных образовательных программ магистратуры по «профессиональному» циклу по направлению...
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconПроект программы дисциплины министерство образования и науки Российской...
Фгос впо к структуре и результатам освоения основных образовательных программ магистратуры по «профессиональному» циклу по направлению...
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconМинистерство образования и науки российской федерации федеральное...
Факультет фиоп
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconОсновная образовательная программа высшего профессионального образования...
«Новосибирский национальный исследовательский государственный университет» (Новосибирский государственный университет, нгу)
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconМинистерство образования и науки российской федерации государственное...
Рабочая программа учебной дисциплины «Управление стоимостью предприятия в сфере эксплуатации недвижимости» составлена в соответствии...
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconМинистерство образования и науки российской федерации государственное...
Специальность 071500. 62 «Народная художественная культура» Профиль подготовки: Руководство любительским театром
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconМинистерство образования и науки российской федерации государственное...
Федеральная служба финансово-бюджетного надзора территориальное управление в Брянской области
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального...
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconМинистерство образования и науки российской федерации государственное...
Практическое руководство по администрированию базы данных пользователей системы дистанционного обучения нп «телешкола» 1
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconРеферат по дисциплине «история электротехники» Тема: «Сюда вбиваешь свою тему»
Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального...
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconМинистерство образования и науки российской федерации государственное...
Волков В. А. Универсальные поурочные разработки по физике: 9 класс. 2-е изд., перераб и доп. М.: Вако, 2010. 368 с
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconЛ. С. Скрябина А. Ф. Фазлыева адаптация ребенка в замещающей семье:...
Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального...
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconМинистерство образования и науки российской федерации федеральное...
Минобрнауки РФ от 16. 03. 2011 г. №1365; программы-минимума кандидатского экзамена по общенаучной дисциплине «Иностранный язык»,...
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconОсновная образовательная программа высшего профессионального образования
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального...
Проект программы дисциплины министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (нгу) iconМинистерство образования и науки российской федерации федеральное...
Манохина Г. А., кандидат технических наук, доцент кафедры бухгалтерского учета, анализа и аудита


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск