并行計算相關(guān)課程教學(xué)團隊建設(shè)計劃(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)和短期出國進修，進一步擴充團隊成員的知識面，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)。（2）專業(yè)特色① 定位于全國高校計算機專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。② 面向全國普通高校中計算機本科專業(yè)。③ 兼顧全國高校中面向計算型（計算物理、計算化學(xué)、計算生物、計算材料等）的非計算機專業(yè)。④ 努力溝通“計算機科學(xué)”、“計算科學(xué)”和“計算型應(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)性強的高等人才的需要。② 將“并行計算機體系結(jié)構(gòu)”、“并行算法”和“并行編程”融為一體。③ 以“并行計算”為核心，設(shè)置了相關(guān)的算法加強型課程和計算擴展型課程。④ 將“課堂講授”與“上機實踐”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算課程的配套系列教材建設(shè)工作，根據(jù)并行計算的課程體系，規(guī)劃出版了并行計算課程的系列教材——《并行計算系列叢書》。① 《并行計算——結(jié)構(gòu)?算法?編程》教材，是以并行計算為主題，探討了并行計算的硬件平臺（并行計算機）、并行計算的理論基礎(chǔ)（并行算法）和并行計算的軟件支撐（并行程序設(shè)計），強調(diào)了融并行計算機結(jié)構(gòu)、并行算法設(shè)計和并行編程為一體，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?？茖W(xué)技術(shù)一等獎。②《并行算法的設(shè)計與分析（修訂版）》教材，是以并行計算模型為主線，探討了計算機科學(xué)中諸多常用的數(shù)值和非數(shù)值計算問題的并行算法設(shè)計及其分析方法，加強了學(xué)科發(fā)展趨勢的論述，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，1997年國家級教學(xué)成果二等獎。③《并行計算機體系結(jié)構(gòu)》教材，是以當(dāng)代可擴放并行計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為主題，著重論述了對稱多處理機、大規(guī)模并行處理機、機群系統(tǒng)和分布共享存儲多處理機系統(tǒng)的組成原理、結(jié)構(gòu)特性、設(shè)計方法、性能分析，增加了相應(yīng)系統(tǒng)的實例，強調(diào)了軟件與硬件的結(jié)合。④《并行算法實踐》教材，是以并行算法編程實現(xiàn)為主題，詳細(xì)介紹了并行程序設(shè)計的有關(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編程實現(xiàn)過程，突出了算法設(shè)計與實現(xiàn)的結(jié)合。（5）團隊推動了教學(xué)改革，形式了完整的教改思路① 創(chuàng)新的體系：將計算機體系結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計、數(shù)值計算和程序設(shè)計有機結(jié)合在一起，在國內(nèi)形成一門新型“并行計算”課程。② 先進的學(xué)科：在保持本學(xué)科的經(jīng)典完整內(nèi)容的同時，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③ 新穎的內(nèi)容：保持內(nèi)容先進與新穎，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：以計算機專業(yè)高年級本科生和研究生為主，兼顧信息科學(xué)、計算科學(xué)等相關(guān)專業(yè)的研究生，同時考慮國際交流的需要。（6）實驗教學(xué)實驗教學(xué)強化學(xué)生“結(jié)構(gòu)—算法—編程”一體化學(xué)習(xí)方法的意識，讓學(xué)生充分理解對于求解一個給定問題的任何并行算法，都必須采用某種并行編程語言，最終運行在一臺具體的并行計算機上的全過程。① 實驗要求熟悉三種以上的主流并行計算平臺，包括共享存儲的多處理機、分布存儲的多計算機和目前流行的PC機群，其中PC機群是作為目前主要的實驗平臺。② 要求學(xué)生掌握至少兩種并行程序設(shè)計語言標(biāo)準(zhǔn)：即分布存儲的MPI和共享存儲的OpenMP，同時對面向大型科學(xué)和工程計算的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機群上編程調(diào)試、分析和運行。（7）資源建設(shè)① 針對不同的課程設(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)展不斷加以補充和修訂。② 對于教學(xué)中存在的一些難點和重點，采用了課件動畫演示的方法來加強教學(xué)效果。③ 此外，還針對部分內(nèi)容進行了示范性教學(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)境是一個相對完整的自學(xué)習(xí)環(huán)境，其中包括各章節(jié)的知識點、重點難點、例題講解和習(xí)題實例，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）和全程教學(xué)錄像（60學(xué)時）上網(wǎng)。實驗教學(xué)中的相關(guān)素材，如上機演示，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)對我國該課程的教學(xué)起到示范與推動作用。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，取長補短以達到不斷完善課程建設(shè)的目的。為此，我們曾分別在北京大學(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)、揚州大學(xué)、中山大學(xué)、廣西大學(xué)等進行了有關(guān)并行算法方面的學(xué)術(shù)報告和并行計算方面的專題講演，達到既傳播并行計算類教學(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 并行計算課程的建設(shè)，自始至終得到教育部高等學(xué)校計算機教學(xué)指導(dǎo)委員會和高等教育出版社的大力支持，自2004年來，我們曾根據(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“全國并行計算講習(xí)班”：學(xué)時為40，另有上機學(xué)時30；參加單位37個；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算講習(xí)班”：學(xué)時為40，另有上機學(xué)時30；參加單位15個；學(xué)員34名。③ ：中國科大與深圳大學(xué)聯(lián)合舉辦“2006年并行計算國家精品課程教師培訓(xùn)及課程教學(xué)研討會”：學(xué)時為40，另有上機學(xué)時30；參加單位26個；學(xué)員38名。④ ：中國科大與蘇州大學(xué)聯(lián)合舉辦“2008年并行計算國家精品課程教師培訓(xùn)班暨課程教學(xué)研討會”：學(xué)時為40，另有上機學(xué)時30；參加單位20個；學(xué)員51名。(
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