并行計(jì)算相關(guān)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)計(jì)劃(編輯修改稿)
2025-08-30 04:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 系結(jié)構(gòu)和并行程序設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。每門課程都配備至少兩位教員，以便輪流執(zhí)教。通過在職培養(yǎng)和短期出國進(jìn)修，進(jìn)一步擴(kuò)充團(tuán)隊(duì)成員的知識(shí)面，優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)。（2）專業(yè)特色① 定位于全國高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。② 面向全國普通高校中計(jì)算機(jī)本科專業(yè)。③ 兼顧全國高校中面向計(jì)算型（計(jì)算物理、計(jì)算化學(xué)、計(jì)算生物、計(jì)算材料等）的非計(jì)算機(jī)專業(yè)。④ 努力溝通“計(jì)算機(jī)科學(xué)”、“計(jì)算科學(xué)”和“計(jì)算型應(yīng)用科學(xué)”等交叉學(xué)科專業(yè)。（3）課程特色① 課程設(shè)置適應(yīng)培養(yǎng)面向21世紀(jì)的寬口徑、通才、適應(yīng)性強(qiáng)的高等人才的需要。② 將“并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”、“并行算法”和“并行編程”融為一體。③ 以“并行計(jì)算”為核心，設(shè)置了相關(guān)的算法加強(qiáng)型課程和計(jì)算擴(kuò)展型課程。④ 將“課堂講授”與“上機(jī)實(shí)踐”融為一體；將“基礎(chǔ)理論”與“學(xué)科前沿”融為一體；將“基礎(chǔ)教學(xué)”與“培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力”融為一體。（4）教材建設(shè)90年代中期以來，我們醞釀和籌劃并行計(jì)算課程的配套系列教材建設(shè)工作，根據(jù)并行計(jì)算的課程體系，規(guī)劃出版了并行計(jì)算課程的系列教材——《并行計(jì)算系列叢書》。① 《并行計(jì)算——結(jié)構(gòu)?算法?編程》教材，是以并行計(jì)算為主題，探討了并行計(jì)算的硬件平臺(tái)（并行計(jì)算機(jī)）、并行計(jì)算的理論基礎(chǔ)（并行算法）和并行計(jì)算的軟件支撐（并行程序設(shè)計(jì)），強(qiáng)調(diào)了融并行計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、并行算法設(shè)計(jì)和并行編程為一體，涉及的內(nèi)容比較廣泛。該教材為“”規(guī)劃教材（1996），面向21世紀(jì)課程教材（1999），教育部高教社首批百門精品教材（2003），“”規(guī)劃教材（2007），2001年獲中國高校科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。②《并行算法的設(shè)計(jì)與分析（修訂版）》教材，是以并行計(jì)算模型為主線，探討了計(jì)算機(jī)科學(xué)中諸多常用的數(shù)值和非數(shù)值計(jì)算問題的并行算法設(shè)計(jì)及其分析方法，加強(qiáng)了學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)的論述，充分吸收了學(xué)術(shù)界的最新成果。該教材為“”規(guī)劃教材（1991）、“”規(guī)劃教材，獲得1995年國家優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)，1997年國家級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。③《并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)》教材，是以當(dāng)代可擴(kuò)放并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為主題，著重論述了對(duì)稱多處理機(jī)、大規(guī)模并行處理機(jī)、機(jī)群系統(tǒng)和分布共享存儲(chǔ)多處理機(jī)系統(tǒng)的組成原理、結(jié)構(gòu)特性、設(shè)計(jì)方法、性能分析，增加了相應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)例，強(qiáng)調(diào)了軟件與硬件的結(jié)合。④《并行算法實(shí)踐》教材，是以并行算法編程實(shí)現(xiàn)為主題，詳細(xì)介紹了并行程序設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容、典型的非數(shù)值并行算法和數(shù)值并行算法的MPI編程實(shí)現(xiàn)過程，突出了算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的結(jié)合。（5）團(tuán)隊(duì)推動(dòng)了教學(xué)改革，形式了完整的教改思路① 創(chuàng)新的體系：將計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計(jì)、數(shù)值計(jì)算和程序設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合在一起，在國內(nèi)形成一門新型“并行計(jì)算”課程。② 先進(jìn)的學(xué)科：在保持本學(xué)科的經(jīng)典完整內(nèi)容的同時(shí)，力圖反應(yīng)本學(xué)科最新成就和學(xué)科前沿以及發(fā)展趨勢(shì)③ 新穎的內(nèi)容：保持內(nèi)容先進(jìn)與新穎，廣泛吸取國際多本同期同類教材中的精彩內(nèi)容。④ 寬廣的適用面：以計(jì)算機(jī)專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生為主，兼顧信息科學(xué)、計(jì)算科學(xué)等相關(guān)專業(yè)的研究生，同時(shí)考慮國際交流的需要。（6）實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)化學(xué)生“結(jié)構(gòu)—算法—編程”一體化學(xué)習(xí)方法的意識(shí)，讓學(xué)生充分理解對(duì)于求解一個(gè)給定問題的任何并行算法，都必須采用某種并行編程語言，最終運(yùn)行在一臺(tái)具體的并行計(jì)算機(jī)上的全過程。① 實(shí)驗(yàn)要求熟悉三種以上的主流并行計(jì)算平臺(tái)，包括共享存儲(chǔ)的多處理機(jī)、分布存儲(chǔ)的多計(jì)算機(jī)和目前流行的PC機(jī)群，其中PC機(jī)群是作為目前主要的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。② 要求學(xué)生掌握至少兩種并行程序設(shè)計(jì)語言標(biāo)準(zhǔn)：即分布存儲(chǔ)的MPI和共享存儲(chǔ)的OpenMP，同時(shí)對(duì)面向大型科學(xué)和工程計(jì)算的HPF（高性能Fortran）也應(yīng)了解和熟悉。③ 選擇某些典型的非數(shù)值并行算法和數(shù)值并行算法，使用上述的并行編程語言標(biāo)準(zhǔn)，至少在PC機(jī)群上編程調(diào)試、分析和運(yùn)行。（7）資源建設(shè)① 針對(duì)不同的課程設(shè)置和專業(yè)要求，制作了中文和英文的兩套電子講稿， 并根據(jù)科學(xué)的最新發(fā)展不斷加以補(bǔ)充和修訂。② 對(duì)于教學(xué)中存在的一些難點(diǎn)和重點(diǎn)，采用了課件動(dòng)畫演示的方法來加強(qiáng)教學(xué)效果。③ 此外，還針對(duì)部分內(nèi)容進(jìn)行了示范性教學(xué)錄像，可在課堂教學(xué)中使用。（8）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)① 我們提供的網(wǎng)上教學(xué)環(huán)境是一個(gè)相對(duì)完整的自學(xué)習(xí)環(huán)境，其中包括各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)難點(diǎn)、例題講解和習(xí)題實(shí)例，學(xué)習(xí)參考資料，并在網(wǎng)上提供討論答疑。② 此外，為了更好的推廣，“并行計(jì)算”國家精品課程建設(shè)過程中，我們完成了示范教學(xué)錄像（10學(xué)時(shí)）和全程教學(xué)錄像（60學(xué)時(shí)）上網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的相關(guān)素材，如上機(jī)演示，示例程序等也都成為網(wǎng)上教學(xué)資源的一部分。6. 教學(xué)改革成果應(yīng)用推廣情況： 并行計(jì)算系列課程的形成，經(jīng)過了長期的積累與建設(shè)，它的建設(shè)對(duì)我國該課程的教學(xué)起到示范與推動(dòng)作用。為了將此成果盡早、盡快地推廣并輻射到全國各地，我們采用了邊建設(shè)、邊推廣的辦法，在推廣中不斷地完善課程自身的建設(shè)。(1) 與全國有關(guān)高校交流 我們非常重視與高校同行交流，虛心征求兄弟院校的意見和建議，取長補(bǔ)短以達(dá)到不斷完善課程建設(shè)的目的。為此，我們?cè)謩e在北京大學(xué)、國防科技大學(xué)、武漢大學(xué)、山東大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、揚(yáng)州大學(xué)、中山大學(xué)、廣西大學(xué)等進(jìn)行了有關(guān)并行算法方面的學(xué)術(shù)報(bào)告和并行計(jì)算方面的專題講演，達(dá)到既傳播并行計(jì)算類教學(xué)成果，又廣泛吸納各方意見的目的。(2) 在全國各大地區(qū)舉辦課程講習(xí)班 并行計(jì)算課程的建設(shè)，自始至終得到教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和高等教育出版社的大力支持，自2004年來，我們?cè)鶕?jù)教育部統(tǒng)一安排，分別在全國各大地區(qū)舉行過為期1周到10天的“全國并行計(jì)算系列課程”暑假教師（也包括研究生）課程講習(xí)班，積極向全國推廣并輻射并行計(jì)算教學(xué)成果。① ：中國科大與太原理工大學(xué)聯(lián)合舉辦“全國并行計(jì)算講習(xí)班”：學(xué)時(shí)為40，另有上機(jī)學(xué)時(shí)30；參加單位37個(gè)；學(xué)員80名。② ：中國科大與大連理工大學(xué)聯(lián)合舉辦“名師精品課程并行計(jì)算講習(xí)班”：學(xué)時(shí)為40，另有上機(jī)學(xué)時(shí)30；參加單位15個(gè)；學(xué)員34名。③ ：中國科大與深圳大學(xué)聯(lián)合舉辦“2006年并行計(jì)算國家精品課程教師培訓(xùn)及課程教學(xué)研討會(huì)”：學(xué)時(shí)為40，另有上機(jī)學(xué)時(shí)30；參加單位26個(gè)；學(xué)員38名。④ ：中國科大與蘇州大學(xué)聯(lián)合舉辦“2008年并行計(jì)算國家精品課程教師培訓(xùn)班暨課程教學(xué)研討會(huì)”：學(xué)時(shí)為40，另有上機(jī)學(xué)時(shí)30；參加單位20個(gè)；學(xué)員51名。(
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