Основы параллельного программирования на кластере и разработка элективного курса «Администрирование в информационных системах и администрирование виртуальных машин»

Содержание

Введение

Глава 1. Кластерные системы

1.1 Структура Beowulf и параметры

1.2 Виртуальный скоростной канал, интерфейс

1.3 Устройство кластера
1.4 Операционная система
1.5 Организация кластерной системы

1.6 Параллельная виртуальная машина(PVM)

1.6.1 Взаимодействие задач в PVM

1.6.2 Управление задачами

1.6.3 Передача сообщений

1.6.4 Упаковка данных

1.6.5 Распаковка полученных данных

1.6.6 Отладка в PVM

1.6.7 Установка PVM

Глава 2 Обучение будущих учителей сетевому администрированию

2.1 Анализ целесообразности обучения будущих учителей сетевому

администрированию

2.2. Виртуальная машина для обучения

2.2.1. Анализ и выбор виртуальной машины для обучения

2.2.2. Инструкции по работе с рекомендуемым программным

обеспечением

2.3. Разработка и содержание курса

2.4. Тематическое планирование и рабочая программа курса

2.5. Дидактические материалы

2.5.1. Учебно-методические материалы

2.5.2. Учебные задачи, задания, лабораторные работы

2.5.3. Контрольно-измерительные материалы

Заключение

Список литературы

Введение

Сейчас в наших научных организациях и университетах, как правило, имеются энтузиасты бесплатного распространяемого ПО и специалисты по ОС Linux. В то же время парк более-менее современных персональных компьютеров в этих организациях имеется. Закономерно появилась идея создавния параллельных вычислительных систем из общедоступных компьютеров на базе процессоров Intel и недорогих Ethernet-сетей, установив на эти компьютеры Linux и, объединив с помощью одной из бесплатно распространяемых коммуникационных библиотек (PVM, а затем MPI) эти компьютеры в кластер. Оказалось, что на многих классах задач и при достаточном числе узлов такие системы дают производительность, сравнимую с той, что можно получить, используя дорогие суперкомпьютеры.

При отсутствии высококвалифицированных параллельных программистов кластеры Beowulf создаются и используются людьми с минимальным опытом параллельного программирования.

В самом деле, кластеры Beowulf обеспечивают университеты с ограниченными ресурсами хорошей платформой для изучения параллельного программирования и недорогой производительной вычислительной системой для ученых. Затраты на установку в университетах минмиальны: многие студенты заинтересованы в таких проектах и используют Linux на собственных компьютерах, установка кластера и написание параллельных программ является частью процесса обучения.

Школьный учитель информатики проводит занятия в учебном компьютерном классе, в котором компьютеры объединены в локальную сеть, в подавляющем большинстве случаев, находящуюся под управлением операционной системы Windows. Такая ситуация требует, чтобы школьный учитель хотя бы на базовом уровне разбирался в администрировании таких сетей. Тем более, что и любознательность современных школьников, сталкивающихся с сетями разного уровня повсеместно, должна быть удовлетворена.

Поэтому представляется полезным обеспечить будущим школьным учителям информатики возможность познакомиться с основами построения, функционирования и управления компьютерными сетями во время специальной подготовке в период прохождения базового обучения своей профессии.

Существующие курсы подготовки студентов различных специальностей в этой области достаточно сложны и для получения первоначального представления нет необходимости их копировать. К тому же, курс для будущих школьных учителей информатики должен иметь более практическую направленность – чтобы будущие учителя могли попробовать управлять сетью и почувствовать, что это не является чрезмерно сложно, таинственно и непостижимо. Поэтому в таком курсе необходимо большое внимание уделить обеспечению возможности каждому учащемуся в достаточной степени попробовать себя в создании, настройке и администрировании компьютерной сетью.