Скачать 304.42 Kb.
|
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:
4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Разработка и моделирование мелкозернистых устройств и процессов» Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.
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». |
Проект 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... Фгос впо к структуре и результатам освоения основных образовательных программ магистратуры по «профессиональному» циклу по направлению... | ||
Проект программы дисциплины министерство образования и науки Российской... Фгос впо к структуре и результатам освоения основных образовательных программ магистратуры по «профессиональному» циклу по направлению... | Министерство образования и науки российской федерации федеральное... Факультет фиоп | ||
Основная образовательная программа высшего профессионального образования... «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет» (Новосибирский государственный университет, нгу) | Министерство образования и науки российской федерации государственное... Рабочая программа учебной дисциплины «Управление стоимостью предприятия в сфере эксплуатации недвижимости» составлена в соответствии... | ||
Министерство образования и науки российской федерации государственное... Специальность 071500. 62 «Народная художественная культура» Профиль подготовки: Руководство любительским театром | Министерство образования и науки российской федерации государственное... Федеральная служба финансово-бюджетного надзора территориальное управление в Брянской области | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального... | Министерство образования и науки российской федерации государственное... Практическое руководство по администрированию базы данных пользователей системы дистанционного обучения нп «телешкола» 1 | ||
Реферат по дисциплине «история электротехники» Тема: «Сюда вбиваешь свою тему» Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального... | Министерство 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 | ||
Л. С. Скрябина А. Ф. Фазлыева адаптация ребенка в замещающей семье:... Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального... | Министерство образования и науки российской федерации федеральное... Минобрнауки РФ от 16. 03. 2011 г. №1365; программы-минимума кандидатского экзамена по общенаучной дисциплине «Иностранный язык»,... | ||
Основная образовательная программа высшего профессионального образования Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального... | Министерство образования и науки российской федерации федеральное... Манохина Г. А., кандидат технических наук, доцент кафедры бухгалтерского учета, анализа и аудита |