高性能计算和分布式系统ECM3426

课程内容：

如今对计算能力不断增长的需求推动了高性能计算和分布式系统的开发和利用，这些系统是计算密集型科学创新的基础，并彻底改变了各个领域的工程技术。本课程旨在培养学生在高性能计算和分布式计算方面的扎实基础和实用技能。你将学习先进的高性能计算机体系结构和组织，并获得并行处理算法设计和编程方面的技能。你还将掌握分布式系统的架构模型和进程间通信及其开发和应用方面的重要知识。

教学大纲：

- 高性能和分布式计算的动机和介绍；

- 并行计算机体系结构：共享内存多处理器和分布式内存多计算机、多核处理器、图形处理器（GPU）；

- 高性能计算机中的互连网络：拓扑结构、交换、信息传递、路由；

- 并行处理算法和编程设计：消息传递接口（MPI）、OpenMP、分区、通信、聚合、映射；

- 分布式系统的特点、挑战和结构模型：异构性、开放性、安全性、可扩展性、故障处理、并发性和透明度、客户服务器模型及其变体、点对点模型；

- 分布式系统中的进程间通信：用于 UDP 和 TCP 通信的 Java API；

- 分布式应用程序的编程模型：分布式对象和远程方法调用。

学习成果：

成功完成本课程后，你应该能够：

1. 理解高性能和分布式计算的基本思想和问题；

2. 展示高性能计算机体系结构的知识；

3. 展示并行处理算法设计和实际实现这些算法的技能；

4. 展示对分布式系统架构和挑战的理解；

5. 展示分布式系统中进程间通信和远程方法调用的知识和技能；

6. 为解决给定的计算问题确定合适的体系结构和系统；

7. 解释非正式的需求说明；

8. 系统分析信息并做出适当的设计选择；

9. 将阅读材料与授课内容联系起来，并分析问题；

10. 使用技术手册和书籍解释技术错误。