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《数值计算中的并行计算方法》教学大纲和实验项目

1  数值计算中的并行计算方法》教学大纲和实验项目

课程名称:数值计算中的并行计算方法

课内总学时:34

授课方式:课堂讲授+上机实习

(一) 课程目的与要求

随着计算技术和计算方法的飞速发展,计算科学已经和理论科学与实验科学并列成为第三门学科。并行计算是现代计算科学的主要发展方向。通过本课程的学习,学生可以初步了解和掌握并行算法的设计、MPI消息传递并行编程的基本方法,并针对数值分析和偏微分方程数值解法中的实际问题设计和实现常用的数值并行算法。本课程要求学生学习过数值计算方法,计算机编程语言(C,C++,Fortran),学习过或正在学习课程有:偏微分方程数值解法。

(二) 课程内容和学时分配

序号

内    容    提    要

课时

 
 

第一部分

并行计算的主要内容和软硬件基础

2

 

第二部分

Linux操作系统与程序开发环境

4

 

1

Linux安装与使用入门 1课时

1

 

2

.Linux基本命令和概念 1课时

1

 

3

程序开发环境

2

 

第三部分

基本的MPI并行程序设计

5

 

1

MPICH安装与程序编译、运行、调试

1

 

2

MPI编程基础和程序基本结构

1

 

3

MPI消息传递与通信函数

3

 

第四部分

数值计算方法并行计算

11

 

1

自适应数值积分

2

 

2

矩阵并行计算

7

 

2.1

稠密矩阵运算

4

 

2.2

线性方程组的求解

3

 

3

MPI自定义数据类型

2

 

第五部分

偏微分方程数值解法并行计算

8

 

1

FFT算法及应用

4

 

2

二维POSSION 方程

4

 

第六部分

常用高性能计算软件包介绍

2

 

 

(三) 实验教学方式与考核要求(简明扼要叙述):

使用多媒体教学,上机实验。考试采取书面方式,闭卷考试。

(四) 实验教材、参考资料(请按以下顺序,并注意提供国外实验课教材与参考资料):

1、实验教材:张林波,迟学斌,莫则尧,李若,《并行计算导论》,清华大学出版社,2006。

2、参考资料:

(1) 都志辉 编著. 《高性能计算并行编程技术—MPI并行程序设计》,清华大学出版社,2001。

(2) 陈国良,《并行计算:结构,算法,编程》,北京:高教出版社,1999(初版),2003(修订版)。

 
Date icon 2015-05-27