Специалитет 2025/2026

Параллельные вычисления

Статус: Курс обязательный (Компьютерная безопасность)

Кто читает: Кафедра компьютерной безопасности

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 5-й курс, 1-4 модуль

Онлайн-часы: 20

Охват аудитории: для всех кампусов НИУ ВШЭ

Преподаватели: Байдин Георгий Сергеевич

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 64

Программа дисциплины

Аннотация

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 10.05.01. «Компьютерная безопасность», обучающихся по программе «Компьютерная безопасность» по специализации «Математические методы защиты информации» изучающих дисциплину «Параллельные вычисления».

Цель освоения дисциплины

• Ознакомление студентов с технологиями параллельного программирования
• Освоение студентами технологий параллельного программирования для дальнейшего использования при решении ресурсоемких вычислительных задач математического анализа, компьютерной безопасности и защиты информации

Планируемые результаты обучения

• Пишет простые программы с использованием технологии MPI для запуска на кластере. Может оценить вычислительную мощность суперкомпьютера.
• Создаёт параллельный код с использованием CUDA, OpenACC.
• Создаёт параллельный код с использованием MPI для часто используемых алгоритмов. Проводит анализ эффективности параллельных алгоритмов.
• Создаёт параллельный код с использованием OpenMP, PosixThreads, автоматического распараллеливания.

Содержание учебной дисциплины

• Обзор суперкомпьютерных технологий. Введение в Linux, bash, работу на суперкомпьютере. Основы MPI. Двухточечные и коллективные обмены.
• Теоретические и практические основы параллельных алгоритмов.
• Основы параллелизации с помощью технологий OpenMP, PosixThreads, автоматического распараллеливания.
• Основы использования графических ускорителей с помощью технологий CUDA, OpenACC и др.

Элементы контроля

• Контрольная работа №1
  Контрольная работа / тест на пройденный материал в течение 15-20 минут
• Контрольная работа №2
  Контрольная работа / тест на пройденный материал в течение 15-20 минут
• Контрольная работа №3
  Контрольная работа / тест на пройденный материал в течение 15-20 минут
• Домашнее задание №1
  Домашнее задание с письменным отчетом
• Домашнее задание №2
  Домашнее задание с письменным отчетом
• Контрольная работа №4
  Контрольная работа / тест на пройденный материал в течение 15-20 минут
• Домашнее задание №3
  Домашнее задание с письменным отчетом
• Домашнее задание №4
  Домашнее задание с письменным отчетом
• Контрольная работа №7
  Контрольная работа / тест на пройденный материал в течение 15-20 минут
• Контрольная работа №8
  Контрольная работа / тест на пройденный материал в течение 15-20 минут
• Контрольная работа №9
  Контрольная работа / тест на пройденный материал в течение 15-20 минут
• Домашнее задание №5
  Домашнее задание с письменным отчетом
• Домашнее задание №6
  Домашнее задание с письменным отчетом
• Контрольная работа №10
  Контрольная работа / тест на пройденный материал в течение 15-20 минут
• Контрольная работа №11
  Контрольная работа / тест на пройденный материал в течение 15-20 минут
• Контрольная работа №12
  Контрольная работа / тест на пройденный материал в течение 15-20 минут
• Домашнее задание №7
  Домашнее задание с письменным отчетом
• Домашнее задание №8
  Домашнее задание с письменным отчетом
• Контрольная работа №6
  Контрольная работа / тест на пройденный материал в течение 15-20 минут
• Контрольная работа №5
  Контрольная работа / тест на пройденный материал в течение 15-20 минут

Промежуточная аттестация

• 2025/2026 2nd module
  0.1 * Домашнее задание №1 + 0.1 * Домашнее задание №2 + 0.1 * Домашнее задание №3 + 0.1 * Домашнее задание №4 + 0.1 * Контрольная работа №1 + 0.1 * Контрольная работа №2 + 0.1 * Контрольная работа №3 + 0.1 * Контрольная работа №4 + 0.1 * Контрольная работа №5 + 0.1 * Контрольная работа №6
• 2025/2026 4th module
  0.1 * Домашнее задание №5 + 0.1 * Домашнее задание №6 + 0.1 * Домашнее задание №7 + 0.1 * Домашнее задание №8 + 0.1 * Контрольная работа №10 + 0.1 * Контрольная работа №11 + 0.1 * Контрольная работа №12 + 0.1 * Контрольная работа №7 + 0.1 * Контрольная работа №8 + 0.1 * Контрольная работа №9

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Антонов, А. С. Параллельное программирование с использованием технологии MPI : учебное пособие / А. С. Антонов. — 2-е изд. — Москва : ИНТУИТ, 2016. — 83 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/100359 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Боресков, А. В. Основы работы с технологией CUDA / А. В. Боресков, А. А. Харламов. — Москва : ДМК Пресс, 2010. — 232 с. — ISBN 978-5-94074-578-5. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/1260 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Малявко, А. А.  Параллельное программирование на основе технологий OpenMP, MPI, CUDA : учебное пособие для академического бакалавриата / А. А. Малявко. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 129 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-11827-8. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/446247 (дата обращения: 28.08.2023).

Рекомендуемая дополнительная литература

• Гергель, В. П. Теория и практика параллельных вычислений : учебное пособие / В. П. Гергель. — 2-е изд. — Москва : ИНТУИТ, 2016. — 500 с. — ISBN 978-5-94774-645-7. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/100527 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Левин, М. П. Параллельное программирование с использованием OpenMP : учебное пособие / М. П. Левин. — 2-е изд. — Москва : ИНТУИТ, 2016. — 133 с. — ISBN 978-5-94774-857-4. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/100358 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Модели параллельного программирования: Практическое пособие / Федотов И.Е. - М.:СОЛОН-Пр., 2017. - 392 с.: 60x88 1/8. - (Библиотека профессионала) ISBN 978-5-91359-222-4
• Энтони, У. Параллельное программирование на C++ в действии. Практика разработки многопоточных программ : учебное пособие / У. Энтони , перевод с английского А. А. Слинкин. — Москва : ДМК Пресс, 2012. — 672 с. — ISBN 978-5-94074-448-1. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/4813 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

Авторы

• Байдин Георгий Сергеевич
• Лось Алексей Борисович