1. Асинхронный язык (А. Алиев, С. Нечаев);
2. Mini-MPI (Н. Малышкин, А. Меркулов);
3. Введение в Grid технологии (А. Меркулов, Н. Малышкин);
4. Модельные численные задачи (И. Куликов);
5. Численное моделирование (В.А. Вшивков, Ю. Вяткин, А. Терехов);

Асинхронный язык (А. Алиев, С. Нечаев)

Цель проекта: Студентам предлагается спроектировать и реализовать систему программирования на асинхронном языке. Результатом работы будет являться транслятор с асинхронного языка + исполнительная система асинхронных программ. После реализации транслятора и исполнительной системы, с их использованием будут решаться классические задачи параллельного программирования: задача "читатели/писатели", задача разделения множеств Дейкстры.

Краткое описание предметной области: Асинхронная модель вычислений является одной из наиболее общих моделей описания вычислений на мультикомпьютере и/или мультипроцессоре. Асинхронная программа определяет систему независимо исполняющихся и взаимодействующих процессов. Формулировка задачи в терминах асинхронного программирования позволяет описать весь внутренний параллелизм задачи, поскольку в общем случае в асинхронной программе отсутствуют ограничения на порядок выполнения операций и число одновременно исполняемых операций, обусловленные особенностями оборудования.

Чему научатся участники в процессе работы над проектом:

1. Работать со строками и файлами в С/С++;
2. Использовать Lex/YACC для создания трансляторов;
3. Изучат алгоритмы планирования, используемые в современных операционных системах.

Mini-MPI (Н. Малышкин, А. Меркулов)

Цель проекта: Студентам предлагается спроектировать и реализовать свою библиотеку, поддерживающую некоторый урезанный набор функций стандарта MPI. В качестве результата работы должна быть представлена собственно сама библиотека и некоторый модуль для запуска параллельной задачи на удаленном мультикомпьютере. Для проверки работоспособности библиотеки будет взята типовая задача пользователя, распараллеленная с помощью MPI.

Краткое описание предметной области: MPI (message passing interface) - это наиболее распространенный в мире промышленный стандарт на средства параллельных вычислений. Реализация MPI - это библиотека функций, обеспечивающая взаимодействие параллельных процессов с помощью механизма передачи сообщений. Программа, использующая MPI, легче отлаживается (сужается простор для совершения стереотипных ошибок параллельного программирования) и быстрее переносится на другие платформы (в идеале, простой перекомпиляцией).

Чему научатся участники в процессе работы над проектом? В процессе работы студенты разберутся и освоят следующие технологии и разделы программирования:

1. Основы параллельного программирования;
2. Распараллеливание методом передачи сообщений (MPI);
3. Сетевое программирование (сокеты, TCP, технологию клиент-сервер);
4. Многопоточное программирование;
5. Обмен данными между различными потоками через разделяемую память (синхронизация, избежание deadlock).

Введение в Grid технологии (А. Меркулов, Н. Малышкин)

Цель проекта: Студентам предлагается изучить основные аспекты grid технологий, освоить инструментальные средства пакета GlobusTookit, и реализовать программы для запуска, остановки параллельных расчетов, проверки состояния задачи пользователя в метакомпьютере и т.д.

Краткое описание предметной области: В настоящее время в мире GRID технологий стандартом де-факто для программирования является пакет Globus Toolkit. На основе Globus Toolkit уже сконструировано множество метакомпьютеров. Одним из крупных проектов использующих Globus Toolkit является проект CrossGrid, программное обеспечение которого установлено на кластере отдела МО ВВС.

Чему научатся участники в процессе работы над проектом:

1. Изучат основные программные компоненты и функции, которые они выполняют: Систему безопасности: аутентификация и авторизация пользователей; Язык спецификации задачи;
2. Систему управления ресурсами: сетевой доступ к ресурсам;
3. Систему управления данными: сетевой доступ к файлам;
4. Изучат основные GRID сервисы на примере CrossGrid. Схема CrossGrid: роли компьютеров. Запуск задач: брокер ресурсов: edg-job-submit. Система мониторинга: ocm-g, cg-gpm. Копирование файлов: globus-url-copy;
5. Изучат API Globus Tolkit;
6. Реализуют ПО для запуска прикладных программ на метакомпьютере CrossGrid.

Модельные численные задачи (И. Куликов)

Название: Модельные численные задачи.

Цель: Реализовать схемы решения уравнения переноса, сделать параллельную реализацию схем, написать программу визуализации.

Описание: численные методы решения уравнения переноса, методы параллельной реализации численных схем, средства визуализации средствами Win32API.

Научатся: познакомятся с конечно-разностными схемами решения диф. уравнений, параллельная реализация этих схем, визуализация средствами Win32API.

Численное моделирование (В.А. Вшивков, Ю. Вяткин, А. Терехов)

Руководитель проекта: д.ф-м.н., проф. В.А. Вшивков. Данный проект является составным, он содержит несколько подпроектов. Краткое описание:

Название: "Введение в численные методы" (А. Терехов)

Цель: Дать студентам начальное представление о численных методах.

В рамках этого проекта будет рассмотрено две довольно широко распространенные задачи: решение уравнения газовой динамики и уравнения Пуассона.

Во время работы студентам будут рассказаны основные методы решения уравнения Пуассона методом конечных разностей. А также студенты познакомятся с задачами газовой динамики и трудностями, которые возникают при решении уравнений газовой динамики.

Название: "Моделирование процессов коагуляции" (Ю. Вяткин)

Коагуляция - это процесс сцепления мелких частиц для образования более крупных. Это явление наблюдается во многих физических ситуациях: в растворах химических веществ, при образовании звёзд и планет, при росте кристаллов, а также в биологии (установление связи в нейронных сетях) и информатике (например, при передачи сообщений в Интернете). Для описания процесса коагуляции используется сложная модель, содержащая интегро-дифференциальные уравнения. Но эти уравнения не решаются непосредственно, а их решение моделируется с помощью простых формул и алгоритмов. При таком моделировании, частицы описываются спектром масс, над которым проводятся специальные преобразования на каждом временном шаге. В итоге, система эволюционирует до образования одной массивной суперчастицы, по массе равной суммарной массе вещества.

Цель: Предлагается написать программное обеспечение для простого моделирования процессов коагуляции и их визуализации, чтобы на практике познакомиться с идеями прямого математического моделирования в физике и других дисциплинах, а также изучить простые средства для визуализации при таком моделировании.

В начало страницы