Суперкомпьютерное
образование
образование
2010 - 2011 - 2012
Суперкомпьютерное
образование
образование
2010 - 2011 - 2012
О проекте
«Создание системы подготовки высококвалифицированных кадров в области суперкомпьютерных технологий и специализированного программного обеспечения» — проект Комиссии при Президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России,
2010—2012 гг.
2010—2012 гг.
Стремительное внедрение суперкомпьютерных технологий в повседневную практику ставит принципиально новые задачи перед системой высшего образования. Требуется массовая подготовка не просто компьютерно-грамотных пользователей, а именно специалистов в области параллельных вычислений и суперкомпьютерных технологий.
Стратегической целью проекта стало создание национальной системы подготовки высококвалифицированных кадров в области суперкомпьютерных технологий и специализированного программного обеспечения.
Стратегической целью проекта стало создание национальной системы подготовки высококвалифицированных кадров в области суперкомпьютерных технологий и специализированного программного обеспечения.
Организаторы и исполнители
Идея проекта была предложена ректором МГУ имени М.В. Ломоносова, академиком В.А. Садовничим в 2009 году, проект получил одобрение Президента России Д.А. Медведева и выполнялся в период 2010 — 2012 гг.
В рамках данного проекта впервые была сформирована программа действий по созданию в России целостной системы суперкомпьютерного образования.
В рамках данного проекта впервые была сформирована программа действий по созданию в России целостной системы суперкомпьютерного образования.
Основные исполнители проекта
- Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
- Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского
- Национальный исследовательский Томский государственный университет
- Национальный исследовательский Южно-Уральский государственный университет
- Национальный исследовательский Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики
- Южный федеральный университет
- Дальневосточный федеральный университет
- Московский физико-технический институт (университет)
- члены Суперкомпьютерного консорциума университетов России
Структура проекта
В основу проекта «Создание системы подготовки высококвалифицированных кадров в области суперкомпьютерных технологий и специализированного программного обеспечения» было заложено выполнение шести взаимосвязанных задач.
Создание сети научно-образовательных центров суперкомпьютерных технологий НОЦ СКТ. Реализация данной задачи направлена на концентрацию научно-образовательного потенциала на базе вузов, имеющих ресурсы и значительный опыт в развитии суперкомпьютерных технологий.
Разработка учебно-методического обеспечения системы подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров в области суперкомпьютерных технологий. Данная задача направлена на создание научно-методической базы, основанной на образовательных стандартах нового поколения и Своде знаний и умений в области суперкомпьютерных технологий.
Реализация образовательных программ подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров в области суперкомпьютерных технологий. Данная задача направлена на создание научно-педагогического потенциала, обеспечивающего высокое качество подготовки специалистов в области СКТ с ориентацией на все основные целевые группы учащихся и формы обучения.
Развитие интеграции фундаментальных и прикладных исследований и образования в области суперкомпьютерных технологий. Обеспечение взаимодействия с РАН, промышленностью, бизнесом. Данная задача предполагает формирование эффективных обратных связей, ставящих акценты на востребованных формах и направлениях обучения.
Расширение международного сотрудничества в создании системы суперкомпьютерного образования. Задача включает привлечение ведущих зарубежных специалистов, установление партнёрских отношений с зарубежными организациями, стажировки российских преподавателей, участие зарубежных профессоров в разработке и реализации совместных образовательных программ.
Разработка и реализация системы информационного обеспечения общества о достижениях в области суперкомпьютерных технологий.
НОЦ СКТ
Основой для успешной реализации проекта стала сформированная национальная Система научно-образовательных центров суперкомпьютерных технологий (НОЦ СКТ), главной задачей которой — эффективная организация деятельности вузов по подготовке, переподготовке и повышению квалификации кадров в области СКТ. Система НОЦ СКТ представляет собой структуру, объединяющую группу научно-образовательных центров, расположенных в федеральных округах России.
В результате выполнения проекта к концу 2012 года в Систему НОЦ СКТ вошли 8 региональных НОЦ, образованных в 7 федеральных округах России.
В результате выполнения проекта к концу 2012 года в Систему НОЦ СКТ вошли 8 региональных НОЦ, образованных в 7 федеральных округах России.
Федеральный округ: Центральный
Базовая организация: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, г. Москва
НОЦ «СКТ-Центр» является головным в Системе НОЦ СКТ России, обеспечивая координацию в выполнении проекта «Суперкомпьютерное образование».
Базовая организация: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, г. Москва
НОЦ «СКТ-Центр» является головным в Системе НОЦ СКТ России, обеспечивая координацию в выполнении проекта «Суперкомпьютерное образование».
unn.hpc-education.ru
Федеральный округ: Приволжский
Базовая организация: Национальный исследовательский Нижегородский государственный Университет имени Н.И. Лобачевского, г. Нижний Новгород
Федеральный округ: Приволжский
Базовая организация: Национальный исследовательский Нижегородский государственный Университет имени Н.И. Лобачевского, г. Нижний Новгород
https://hpcedu.susu.ru/about.html
Федеральный округ: Уральский
Базовая организация: Национальный исследовательский Южно-Уральский Государственный Университет, г. Челябинск
Федеральный округ: Уральский
Базовая организация: Национальный исследовательский Южно-Уральский Государственный Университет, г. Челябинск
Федеральный округ: Сибирский
Базовая организация: Национальный исследовательский Томский государственный университет, г. Томск
Базовая организация: Национальный исследовательский Томский государственный университет, г. Томск
Федеральные округа: Южный, Северо-Кавказский
Базовая организация: Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону, г. Таганрог
Базовая организация: Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону, г. Таганрог
Федеральный округ: Северо-Западный
Базовая организация: Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург
Базовая организация: Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург
Федеральный округ: Центральный
Базовая организация: Московский физико-технический институт (государственный университет), г. Москва
Базовая организация: Московский физико-технический институт (государственный университет), г. Москва
Федеральный округ: Дальневосточный
Базовая организация: Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
Базовая организация: Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
Свод знаний и умений по суперкомпьютерным технологиям
Предметное содержание проекта определяет разработка Сводного перечня (Свода) необходимых знаний и умений (профессиональных компетенций) в области СКТ.
Центральное место в разработке учебно-методического обеспечения системы подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров в области суперкомпьютерных технологий занимает разработка Свода знаний и умений в области СКТ.
Это те компетенции, которыми должны обладать учащиеся после того, как закончат соответствующий факультет или курс, пройдут переподготовку или специализированное обучение в рамках спецгрупп. Именно Свод помогает понять, как должен строиться и на что должен опираться учебный процесс.
Главное в Своде — описание предметной области «Суперкомпьютеры и параллельные вычисления» с тем, чтобы потом четко определиться, чему учить и как организовать учебный процесс для каждой конкретной целевой группы обучаемых.
Структура созданного Свода знаний согласована с рекомендациями международных профессиональных сообществ ACM и IEEE Computer Society.
Главное в Своде — описание предметной области «Суперкомпьютеры и параллельные вычисления» с тем, чтобы потом четко определиться, чему учить и как организовать учебный процесс для каждой конкретной целевой группы обучаемых.
Структура созданного Свода знаний согласована с рекомендациями международных профессиональных сообществ ACM и IEEE Computer Society.
Описание структуры предметной области «Суперкомпьютеры и параллельные вычисления»
на верхнем уровне
на верхнем уровне
1.1. Графовые модели программ
1.2. Концепция неограниченного параллелизма
1.3. Тонкая информационная структура программ
1.4. Эквивалентные преобразования программ
1.5. Модели вычислений для компьютерных систем
1.6. Математические модели параллельных вычислений
1.2. Концепция неограниченного параллелизма
1.3. Тонкая информационная структура программ
1.4. Эквивалентные преобразования программ
1.5. Модели вычислений для компьютерных систем
1.6. Математические модели параллельных вычислений
2.1. Основы машинных вычислений
2.2. Основы построения компьютерных систем
2.3. Параллельные вычислительные системы
2.4. Многопроцессорные вычислительные системы
2.5. Многопроцессорные вычислительные системы с общей памятью
2.6. Многопроцессорные вычислительные системы с распределенной памятью
2.7. Графические процессоры
2.8. Вычислительные системы транспетафлопсной и экзафлопсной производительности
2.9. Распределённые вычислительные системы
2.10. Проблемы функционирования суперкомпьютерных центров и центров обработки данных
2.2. Основы построения компьютерных систем
2.3. Параллельные вычислительные системы
2.4. Многопроцессорные вычислительные системы
2.5. Многопроцессорные вычислительные системы с общей памятью
2.6. Многопроцессорные вычислительные системы с распределенной памятью
2.7. Графические процессоры
2.8. Вычислительные системы транспетафлопсной и экзафлопсной производительности
2.9. Распределённые вычислительные системы
2.10. Проблемы функционирования суперкомпьютерных центров и центров обработки данных
3.1. Общие принципы разработки параллельных программ
3.2. Основы параллельного программирования
3.3. Методы и технологии разработки параллельных программ
3.4. Параллельные проблемно-ориентированные библиотеки и комплексы программ
3.5. Инструментальные среды для разработки параллельных программ
3.6. Методы повышения эффективности параллельных программ
3.2. Основы параллельного программирования
3.3. Методы и технологии разработки параллельных программ
3.4. Параллельные проблемно-ориентированные библиотеки и комплексы программ
3.5. Инструментальные среды для разработки параллельных программ
3.6. Методы повышения эффективности параллельных программ
4.1. Общие принципы разработки параллельных алгоритмов
4.2. Учебные алгоритмы параллельного программирования
4.3. Параллельные алгоритмы матричных вычислений
4.4. Параллельные алгоритмы сортировки и поиска данных
4.5. Параллельные алгоритмы обработки графов
4.6. Параллельные алгоритмы решения дифференциальных уравнений в частных производных
4.7. Параллельные алгоритмы решения оптимизационных задач
4.8. Параллельные алгоритмы Монте-Карло
4.9. Параллельные алгоритмы для других классов вычислительно-трудоёмких задач
4.2. Учебные алгоритмы параллельного программирования
4.3. Параллельные алгоритмы матричных вычислений
4.4. Параллельные алгоритмы сортировки и поиска данных
4.5. Параллельные алгоритмы обработки графов
4.6. Параллельные алгоритмы решения дифференциальных уравнений в частных производных
4.7. Параллельные алгоритмы решения оптимизационных задач
4.8. Параллельные алгоритмы Монте-Карло
4.9. Параллельные алгоритмы для других классов вычислительно-трудоёмких задач
5.1. Параллельные методы решения вычислительно сложных задач наук о Земле
5.2. Параллельные методы решения вычислительно сложных задач наук о жизни
5.3. Параллельные методы решения вычислительно сложных задач инженерных расчетов
5.4. Параллельные методы решения вычислительно сложных задач квантовой химии
5.5. Параллельные методы решения задач атомистического моделирования
5.6. Параллельные методы решения вычислительно сложных задач оборонной тематики
5.7. Прямые и обратные задачи механики реагирующих сред.
5.2. Параллельные методы решения вычислительно сложных задач наук о жизни
5.3. Параллельные методы решения вычислительно сложных задач инженерных расчетов
5.4. Параллельные методы решения вычислительно сложных задач квантовой химии
5.5. Параллельные методы решения задач атомистического моделирования
5.6. Параллельные методы решения вычислительно сложных задач оборонной тематики
5.7. Прямые и обратные задачи механики реагирующих сред.
Разработка учебной и учебно-методичечской литературы
Реализована комплексная программа по разработке и экспертизе учебной и учебно-методической литературы в области суперкомпьютерных технологий для бакалавриата и магистратуры.
В формируемую в рамках проекта серию «Суперкомпьютерное образование», состоящую из 26 изданий, входят монографии, учебники и учебные пособия, написанные ведущими российскими и зарубежными специалистами по основным разделам Свода знаний в области суперкомпьютерных технологий. До 50 экземпляров книг серии «Суперкомпьютерное образование» бесплатно передано в 43 университета России. Всего за время проекта в российские университеты передано 31500 книг данной серии.
Суперкомпьютерный консорциум университетов России и Российская академия наук выпустили серию ежегодных изданий «Суперкомпьютерные технологии в науке, образовании и промышленности». Данный альманах — это яркое и доступное описание примеров использования суперкомпьютерных технологий для решения большого числа задач промышленности, науки и образования. Авторы статей книги — российские специалисты, представившие для публикации результаты своих исследований. Всего в серии вышло 9 книг.
При подборе статей составители стремились показать как отдельные яркие результаты, так и широкий спектр приложений суперкомпьютерных технологий. В альманахе представлены статьи по таким областям, как нефтегазодобыча, молекулярное моделирование, глобальные изменения климата, прогноз погоды, астрономия, аэроакустика, медицина, проектирование инженерных конструкций, производство трикотажных изделий, экономика, моделирование топливных элементов, сейсморазведка, нанотехнологии и наноматериалы, проектирование ядерных реакторов, экология и многим другим.
При подборе статей составители стремились показать как отдельные яркие результаты, так и широкий спектр приложений суперкомпьютерных технологий. В альманахе представлены статьи по таким областям, как нефтегазодобыча, молекулярное моделирование, глобальные изменения климата, прогноз погоды, астрономия, аэроакустика, медицина, проектирование инженерных конструкций, производство трикотажных изделий, экономика, моделирование топливных элементов, сейсморазведка, нанотехнологии и наноматериалы, проектирование ядерных реакторов, экология и многим другим.
Основные достигнутые результаты
В рамках данного проекта впервые была сформирована программа действий по созданию в России целостной системы суперкомпьютерного образования.
За 2010-2012 годы в выполнение проекта было вовлечено 75 высших учебных заведений России.
Все задачи, показатели и индикаторы, поставленные перед исполнителями данного проекта, были полностью выполнены.
За 2010-2012 годы в выполнение проекта было вовлечено 75 высших учебных заведений России.
Все задачи, показатели и индикаторы, поставленные перед исполнителями данного проекта, были полностью выполнены.
Все выполненные мероприятия формируют целостную инфраструктуру, необходимую для создания системы подготовки и воспроизводства высококвалифицированных кадров в области суперкомпьютерных технологий и специализированного программного обеспечения.
В результате выполнения проекта Комиссии при Президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России «Создание системы подготовки высококвалифицированных кадров в области суперкомпьютерных технологий и специализированного программного обеспечения» создана основа функционирования системы суперкомпьютерного образования в России.
В результате выполнения проекта Комиссии при Президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России «Создание системы подготовки высококвалифицированных кадров в области суперкомпьютерных технологий и специализированного программного обеспечения» создана основа функционирования системы суперкомпьютерного образования в России.