Программный комплекс «Электронный задачник по параллельному MPI-программированию Programming Taskbook for MPI» (PT for MPI) содержит дополнительные компоненты электронного задачника Programming Taskbook, которые позволяют выполнять задания на разработку параллельных программ с применением технологии MPI.

Начиная с версии 1.4, задачник PT for MPI позволяет использовать два варианта языкового интерфейса: русский и английский.

Для возможности использования версии 1.5 данного комплекса его следует установить в системный каталог базового варианта электронного задачника Programming Taskbook версии не ниже 4.14 (обычно системным каталогом задачника является каталог C:\Program Files\PT4). Версия 1.6 предназначена для использования совместно с задачником Programming Taskbook версии не ниже 4.15. На компьютере надо также установить систему MPICH для Windows версии 1.2.5 (ftp://ftp.mcs.anl.gov/pub/mpi/nt/mpich.nt.1.2.5.exe), которая требуется для запуска программ учащихся в параллельном режиме.

Комплекс PT for MPI является свободно распространяемым программным продуктом (freeware); он может использоваться как с полным вариантом задачника PT4Complete–1100, так и со свободно распространяемым мини-вариантом PT4Mini–270.

Задания по параллельному MPI-программированию могут выполняться на языках Pascal и С++ в программных средах, перечисленных ниже.

Версия PT for MPI 1.4 (для Programming Taskbook 4.12–4.13):

Borland Delphi 7.0 и Turbo Delphi 2006;
Free Pascal Lazarus 1;
Microsoft Visual C++ 6;
Microsoft Visual Studio 2003, 2005, 2008, 2010, 2012, 2013.

Версия PT for MPI 1.5 (для Programming Taskbook 4.14) и версия PT for MPI 1.6 (для Programming Taskbook 4.15):

Borland Delphi 7.0 и Turbo Delphi 2006;
Free Pascal Lazarus 1;
Microsoft Visual Studio 2008, 2010, 2012, 2013;
Code::Blocks 13.

К программам учащегося должна подключаться динамическая библиотека mpich.dll, входящая в состав комплекса MPICH. Для программ на С++ доступ к библиотеке обеспечивается с помощью файла mpich.lib и набора заголовочных файлов (также входящих в комплекс MPICH), а для программ на Pascal — с помощью модуля MPI.pas, который разработан автором задачника PT for MPI и содержит описания констант, типов и более 120 функций MPI стандарта 1.1.

Задачник PT for MPI предоставляет при выполнении заданий те же возможности, что и базовый задачник Programming Taskbook; в частности, он передает программе учащегося исходные данные, проверяет правильность результатов, полученных программой, и сохраняет сведения о каждом тестовом испытании программы в специальном файле. Кроме того, в задачнике PT for MPI предусмотрены дополнительные возможности, связанные со спецификой выполнения заданий по параллельному программированию:

демонстрационный просмотр заданий, не требующий использования параллельного режима;
создание для выбранного задания проекта-заготовки с подключенными к нему модулями библиотеки MPI;
особый механизм, обеспечивающий выполнение программы учащегося в параллельном режиме при ее обычном запуске из среды разработки: запущенная программа выполняет запуск приложения MPIRun.exe из комплекса MPICH, которое, в свою очередь, запускает программу в параллельном режиме (все процессы выполняются на локальном компьютере);
передача каждому процессу параллельной программы его собственного набора исходных данных;
получение от каждого процесса требуемых результатов и их автоматическая пересылка в главный процесс для проверки и отображения в окне задачника;
вывод информации об ошибках времени выполнения (в том числе ошибках, возникших при выполнении функций MPI) и ошибках ввода-вывода с указанием рангов процессов, в которых эти ошибки произошли;
возможность вывода отладочной информации для каждого процесса в специальном разделе окна задачника;
автоматическая выгрузка из памяти всех запущенных процессов даже в случае зависания параллельной программы.

Перечисленные выше возможности избавляют учащегося от необходимости выполнения дополнительных действий, связанных с запуском его программы в параллельном режиме, и упрощают выявление и исправление стандартных ошибок, возникающих в параллельных программах.

Использование исходных данных, подготовленных задачником для каждого процесса параллельной программы, наглядный вывод в одном окне всех результатов, полученных каждым процессом, и их автоматическая проверка, а также дополнительные средства отладки позволяют учащемуся сосредоточиться на реализации алгоритма решения задачи и обеспечивают надежное тестирование разработанного алгоритма.

В состав задачника PT for MPI включена группа MPIBegin, которая содержит 100 заданий, предназначенных для изучения основных возможностей библиотеки MPI.

Диплом победителя (Международный конкурс педагогического мастерства Формула профи - 2016)

Реализованные в задачнике PT for MPI средства автоматического запуска и отладки параллельных приложений позволяют использовать его для разработки и тестирования параллельных программ, не связанных с конкретными учебными заданиями. С этой целью в задачник PT for MPI включена вспомогательная группа MPIDebug из 36 «заданий», каждое из которых обеспечивает автоматический запуск параллельной программы, причем количество процессов определяется порядковым номером задания (пример использования заданий из этой группы приведен в разделе «Отладка параллельных программ»). Таким образом, эти «задания» позволяют запускать любые параллельные программы с требуемым количеством процессов непосредственно из интегрированной среды и предоставляют для их отладки средства, имеющиеся в задачнике.

С помощью конструктора учебных заданий PT4TaskMaker преподаватель может разрабатывать дополнительные группы заданий, связанные с параллельным MPI-программированием (см. раздел «Новые возможности конструктора заданий»).

Программный комплекс «Электронный задачник по параллельному программированию Programming Taskbook for MPI» зарегистрирован в Реестре программ для ЭВМ 6 марта 2013 г. (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ номер 2013612589).

Работа «Электронный задачник по параллельному MPI-программированию» заняла первое место на Международном конкурсе педагогического мастерства по применению ИКТ в профессиональном образовании «Формула профи – 2016» в номинации «ИКТ в обучении информатике, вычислительной технике, информационной безопасности, автоматизации».

Разработка сайта:
М. Э. Абрамян, В. Н. Брагилевский

Последнее обновление:
01.01.2024