现代计算机技术中的并行运算技术

现代教育技术在计算机教学中的应用

摘 要:现代教育技术正日益成为教育的先导,它是科学技术物化在教育教学中的体现,对于教育教学的影响有不可低估的重要作用。笔者在计算机教学中进行了一些有益的尝试,并在文中进行了初步探讨。

关键词:现代教育技术 计算机教学

现代教育技术就是运用现代教育理论和现代信息技术,通过对教与学的过程和教与学资源的设计、开发、利用、管理和评价,以实现教学优化的理论与实践。在现代教育技术与计算机技术日益发展的今天,现代教育技术对教育教学的影响有着不可低估的重要作用。对此,笔者在计算机教学中进行了一些有益的尝试。

1 运用建构主义学习理论,建构最佳学习环境

建构主义学习理论认为,知识不仅仅是通过教师的传授而获得的,而是学习者在一定的情境,即社会文化背景下,借助于他人如教师和学习伙伴的帮助,利用必要的学习资源,通过意义的建构的方式获得的。

建构主义学习理论认为:“情境、协作、会话和意义的构建是学习环境的四大要素”。建构主义学习理论提出在教师的指导下,以学习者为中心的学习,既重视学习者的主体性认知,又不轻视教师的主导性地位,强调学生是信息获得的主体,是意义的主动建构者,而不是外界知识的被动灌输对象。

建构主义学习理论突破了传统的“教师一桶水、学生一杯水”的教育理念。该理论注意到了学习者的主体性作用,强调了对认知水平和认知能力的培养,具有了更强大的交互性、能动性和再生性。

这就要求计算机教师在教学中,教学设计不应只是单纯设计自己的教案,而是既设计自己的“教”,又要考虑到学生参与的“学”,考虑到学生学习的氛围,变“以教师为主体”为“以学生为主体”;变学生的被动学习为学生的主动学习。“教”与“学”的根本目的不是单纯灌输知识而是应该能够做到促进学生的知识、能力的全面发展。当然,对教师的教学方法也同时提出了更高的要求。其中授课模式有许多种,如讲解接受模式、自学辅导模式、引导发现模式、实验模式等等。在诸多授课模式中,没有哪一种模式完美无缺,在教学中采用哪种教学模式,需要在实践中不断地去探索总结,一成不变的老的教学方法已经不再适用于计算机教学。

并行计算综述

姓名：尹航 学号：S131020012 专业：计算机科学与技术 摘 要：本文对并行计算的基本概念和基本理论进行了分析和研究。主要内容有：并行计算提出的背

景，目前国内外的研究现状，并行计算概念和并行计算机类型，并行计算的性能评价，并行计算模型，并

行编程环境与并行编程语言。

关键词：并行计算；性能评价；并行计算模型；并行编程

1. 前言

网络并行计算是近几年国际上并行计算新出现的一个重要研究方向，也是热门课题。网

络并行计算就是利用互联网上的计算机资源实现其它问题的计算，这种并行计算环境的显著

优点是投资少、见效快、灵活性强等。由于科学计算的要求，越来越多的用户希望能具有并

行计算的环境，但除了少数计算机大户（石油、天气预报等）外，很多用户由于工业资金的

不足而不能使用并行计算机。一旦实现并行计算，就可以通过网络实现超级计算。这样，就

不必要购买昂贵的并行计算机。

目前，国内一般的应用单位都具有局域网或广域网的结点，基本上具备网络计算的硬件

环境。其次，网络并行计算的系统软件PVM是当前国际上公认的一种消息传递标准软件系

统。有了该软件系统，可以在不具备并行机的情况下进行并行计算。该软件是美国国家基金

资助的开放软件，没有版权问题。可以从国际互联网上获得其源代码及其相应的辅助工具程

序。这无疑给人们对计算大问题带来了良好的机遇。这种计算环境特别适合我国国情。

近几年国内一些高校和科研院所投入了一些力量来进行并行计算软件的应用理论和方

法的研究，并取得了可喜的成绩。到目前为止，网络并行计算已经在勘探地球物理、机械制

造、计算数学、石油资源、数字模拟等许多应用领域开展研究。这将在计算机的应用的各应

用领域科学开创一个崭新的环境。

2. 并行计算简介[1]

2.1并行计算与科学计算

并行计算（Parallel Computing），简单地讲，就是在并行计算机上所作的计算，它和常

说的高性能计算（High Performance Computing）、超级计算（Super Computing）是同义词，

LabVIEW编程中的并行处理与多线程技术探讨

在LabVIEW编程中，并行处理和多线程技术是非常重要的概念。通过合理地应用这些技术，可以显著提高程序的性能和响应速度。本文将深入探讨LabVIEW编程中的并行处理和多线程技术。

一、并行处理的概念和优势

在计算机科学中，"并行处理"指的是同时执行多个任务或处理多个数据的能力。在LabVIEW中，我们可以通过并行处理来提高程序的效率和性能。

并行处理的一个主要优势是可以充分利用现代多核处理器的计算能力。通过将任务分解为多个并行的子任务，每个子任务都在不同的处理器核心上执行，从而在同一时间内完成更多的工作。

此外，并行处理还能够提高程序的响应速度。通过将计算密集型任务与其他任务分开处理，可以避免因为某个任务的繁忙而导致整个程序的卡顿。

二、LabVIEW中的多线程技术

在LabVIEW中，多线程技术被广泛应用于并行处理。LabVIEW使用了一种称为"数据流"的编程模型来实现多线程。 在LabVIEW中，程序由一系列的可重入函数组成。每个函数都有自己的输入和输出。当一个函数的输入数据准备好时，它就会开始执行，并将结果传递给下一个函数。

由于每个函数都是可重入的，因此多个函数可以并行执行，即多个函数可以同时运行在不同的线程中。这样，每个函数都可以独立地处理数据，并将结果传递给下一个函数。

三、LabVIEW中的并行循环

在LabVIEW中，我们可以使用并行循环结构来实现并行处理。并行循环结构允许我们将循环体内的任务分发到不同的线程中执行，并在所有线程都完成任务后汇总结果。

通过并行循环，我们可以同时处理多个数据，并充分利用计算机的多核处理能力。这在处理大量数据或进行复杂计算时特别有用。

并行循环结构还可以通过设置任务的优先级来实现任务的动态调度。这样，在处理某些重要任务或需要实时响应的任务时，可以优先分配更多的资源给这些任务，从而提高程序的性能和效率。

超级计算机前沿技术研究

随着科技的不断发展，超级计算机作为现代高科技的代表之一，其在各个领域的应用也越来越广泛。超级计算机前沿技术的研究成为了计算机领域里的一个重要分支，也持续推动着计算机的不断更新换代。

一、超级计算机的发展历程

20世纪60年代初，美国于洛斯阿拉莫斯国家实验室研制出了最早的超级计算机Cray-1。此后，超级计算机的发展就日益迅猛，经历了传统向量型计算、多处理机时代、分布式计算时代等不同的发展阶段。

当前，超级计算机已经进入了“异构计算”时代，异构计算为超级计算机提供了更强的计算性能，无论在计算速度上还是在计算精度上都有着显著的提升。

二、超级计算机前沿技术

1.集成电路技术

集成电路技术是超级计算机发展的源动力，目前全球一些顶尖的超级计算机如“天河一号”“京”等都采用了国产的集成电路，这些集成电路具备了超大规模的集成度、超高的质量和稳定性，实现了控制芯片体积减小、系统集成度提高的目的。

2.互连技术

超级计算机中的各个节点之间的互连关系越密切，数据传输的速度就越快，对超级计算机整体性能的提升也越大。互连技术的主要目的是在保证数据传输速度和可靠性的前提下，降低超级计算机节点之间互连的复杂程度，提高超算效率。

3.超级存储技术 超级存储技术是超级计算机性能提升的关键之一，同时也是实现超级计算机工作负载平衡的重要途径之一。随着数据规模的增大，超级计算机内存容量的要求也不断增加，必须具备超高的安全性和超大的可扩展性。

4.并行计算技术

超级计算机只有采用了并行计算技术才能保证其高速运算和高质量输出的目标。并行计算技术通过并行处理来解决超级计算机运算时间很长的问题，有效提高了超级计算机的性能。

5.人工智能技术

近年来，人工智能技术的快速发展，也为超级计算机的发展提供了契机。人工智能技术在模拟、图像处理、自然语言处理等方面都具有很大的应用潜力。超级计算机结合人工智能技术已经成为了数据分析和模拟研究的必备工具。