《并行计算与分布系统》理论教学大纲.docx

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1、并行计算与分布系统理论教学大纲(Parallel Computing and Distributed Systems)课程代码：0600077总学 时：32学时(其中理论教学24课时，实验教学8课时)先修课程：C程序设计语言、数据结构，linux操作系统一、课程的性质、目的与任务并行计算与分布系统是数据科学与大数据技术专业的专业核心课程，也可作为面 向科学和工程计算的非计算机专业的高年级本科生的选修课程。通过此课程的学习， 可使学生了解和掌握计算机学科中以及大型科学与工程问题中的基本的并行与分布计 算方法及其软硬基础。二、教学基本内容与基本要求1 .基本内容本课程以并行计算为主题，辅之以分布系

2、统，分别介绍并行计算技术与分布系统的 发展与应用，从并行计算机模型与分布系统的模型进行概述，与此同时系统介绍MPI 并行编程环境的使用与搭建，借用分布系统提供了跨越网络透明访问各种信息资源并 协同处理的能力，是大规模网络应用的基础，旨在帮助学生完成简单的并行程序设计, 掌握并行计算平台与分布系统的搭建，为深入学习并行计算技术及分布式系统构建打 下坚实的基础。2 .基本要求通过本课程的学习，使学生全面、系统地掌握并行计算与分布系统的基本概念、基 本技术和基本方法；掌握并行计算与分布系统的构成与搭建、以及在并行计算机上应 用程序的开发、在分布式系统上如何构建系统；使学生有能力阅并行计算分布式系统

3、领域的一些科技文献，独立开展一些并行计算分布式系统算法设计、分析与应用方面 的工作，为未来从事并行计算分布式系统计算领域的工作奠定必要的并行计算分布式 系统算法设计基础。三、教学内容及学时分配教学内容教学要求重点 ()难点 ()学时 安排备注第I部份并行计算第一章并行计算与并行计算机结构模型1.1计算与计算机软件1. 2单处理机与指令级并行1. 3多核处理机与线程级并行1. 4并行计算机体系结构1. 5并行计算概述A4第二章并行计算机系统互连与基本通信操作2. 1并行计算机互连网络2. 2选路方法与开关技术2. 3单一信包一到一传输2. 4 一到多播送2.5多到多播送B2第三章典型并行计算机系

4、统介绍3. 1共享存储多处理机系统3. 2分布存储多计算机系统3. 3分布共享存储多计算机系统3.4机群系统A4第五章并行算法与并行计算模型5. 1并行算法基础知识5. 2并行计算模型A6第n部份分布系统第1章分布式系统概述1.1 什么是分布式系统1.2 目标1.3 硬件概念1.4 软件概念1.5 设计中的问题A4第2章分布式系统通信2.1 分层协议2.2 ATM网络2.3 客户-服务器模式2.4 远程过程调用2.5 组通信A4第3章分布式系统的同步3. 1时钟同步3.2互斥1.1 3选举算法3.4 原子事务3.5 分布式系统中的死锁C2第4章分布式系统中的进程和处理机4.1 线程4.2 系统

5、模型4.3 处理机分配4.4 分布式系统的调度4.5 容错4.6 实时分布式系统C2第5章分布式文件系统5.1 分布式文件系统设计5.2 分布式文件系统的实现5.3 分布式文件系统的发展趋势C2第6章分布式共享存储器6.1 简介6.2 什么是共享存储器6.3 一致性模型6.4 基于分页的分布式共享存储器6.5 共享变量的分布式共享存储器6.6 基于对象的分布式共享内存C2合计32学时（教学要求：A一熟练掌握；B一掌握；C了解）四、教学方法与教学手段1 .教学方法：本课程属于核心课程，且是较高难度的课程，概念繁多、既抽象又 具体、对学生的要求比较高，因此教学形式以讲授方式为主，辅之以众多实例；充

6、分 重视实践性教学环节，用实例展示平行计算和分布计算与分布系统；2 .教学手段：分别以Windows与Linux下的并行计算与分布计算为例，演示在各 种情况下的系统开发过程，使学生真切掌握并行计算、分布计算与分布系统。六、建议教材与参考书目1 .建议教材：并行计算一结构算法编程，陈国良，高等教育出版社，2020年1月第3版 第5次印刷。分布式操作系统，【美国】，Andrew S. Tanenbaum著 陆丽娜 伍卫国等译， 电子工业出版社2008年3月第1次印刷2 .参考书目：云计算与分布式系统-从并行处理到物联网，黄铠机械工业出版社并行操作系统原理与技术一一并行与分布计算技术丛书夏卫民国防工业出版社分布式算法导论泰尔机械工业出版社并行计算导论张林波清华大学出版社七、大纲编写的依据与说明本大纲以并行计算与分布系统课程的主要内容为基础，并突出重点和难点来 编写，且针对本课程理论性和实践性较强的特点，合理分配学时，力求使学生从理论 到实践全面掌握并行计算与分布系统的原理、概念和并行计算与分布系统中程序设计 方法。