Введение в компьютерную математику

Э. В. Прозорова
бакалавриат, семестр 5

Дисциплина «Введение в компьютерную математику» является одной из основных дисциплин цикла, формирующего подготовку бакалавра в области высокоэффективных вычислений на современных вычислительных системах. Она представляет собой комплекс знаний, умений и навыков, позволяющих овладеть основами теории параллельных вычислений на современных многопроцессорных компьютерах, а также получить некоторые представления о практическом применении распараллеливания, его реализуемость, оптимизацию времени работы по его созданию и отладке.
Отдельные параметры рассматриваемого курса могут варьироваться по степени сложности в зависимости от уровня подготовки студентов. Курс строится на принципах компетентностного, деятельностного подхода к вычислениям как средству обоснованного проведения различных расчетов, с применением высокопроизводительных компьютеров с распределенной памятью, что предполагает классификацию содержания обучения по следующим видам деятельности: понимание алгоритма применительно к компьютерной реализации, разработка вычислительных задач, реализуемых на компьютерах, изучение основных концепций сведения задач к основным вычислительным задачам, изучение роли топологии параллельных систем и коммуникационной среды, соответствующих средств распараллеливания, изучение элементов программирования, принципов составления параллельных алгоритмов, создание параллельных программ для проведение простейших вычислений.
Основным методологическим принципом построения программы курса, равно как и всей концепции обучения основам компьютерной математики в целом, является принцип поэтапного системного накопления знаний и формирования необходимых компетенций по модели: от простого и/или знакомого — к сложному и/или незнакомому, а основной методологической стратегией прохождения отдельных разделов программы является ступенчатость и цикличность, предусматривающие постепенный возврат к ранее усвоенному материалу на более высоком языковом и концептуальном уровне.
Цель изучения дисциплины: обучение обучающихся методам компьютерной математики с использованием мощных вычислительных систем с распределенной памятью, развитие у студентов доказательного, логического мышления; знакомство с различными языками, применяемыми на упомянутых системах, подготовка к самостоятельному решению различных алгоритмических задач с использованием этих систем.
Результатом учебных занятий явятся усвоение методов компьютерной математики с использованием мощных вычислительных систем, развитие у студентов доказательного, логического мышления; знакомство с различными языками, применяемыми на упомянутых системах, возможность самостоятельно решать простые алгоритмические задачи с использованием этих систем.