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PAC专访 | 打破传统教学模式 引进PAC大赛创新应用

浏览次数:245 发布时间:2017-05-17 09:05:00

傅游,女,山东科技大学计算机科学与工程学院教授、博士生导师,高性能计算中心主任。2002年9月毕业于西北工业大学计算机系计算机应用技术专业,获得博士学位。2006年11月-2007年11月,德国卡尔斯厄理工学院(KIT)访问学者。

 

主要研究方向为高性能计算、并行编译及优化和多智能体计算等,现为中国计算机学会高性能计算专委会委员、CCF会员。先后承担和参与完成国家重点基础研究课题、国家自然科学基金重大研究计划项目子课题、国家自然科学基金项目等30余项项目的研究工作;先后获得省部级科技进步二等奖2项;在国内外刊物及会议发表学术论文40余篇,其中被SCI、EI收录检索10余篇;主编教材1部;获软件著作权6项。

 

当前,超级计算已成为世界大国战略争夺制高点,超算应用延伸到人类生活的方方面面,已是气候研究、生物医疗、材料化学、天文探索、能源发掘等重要领域的必需工具,更是新型领域如精准医疗、生命基因、航空航天、人工智能等应用领域计算能力支撑。

 

“英特尔杯”全国并行应用挑战赛基于超算发展技术与趋势,通过竞赛形式推动高校高性能计算学科建设及跨学科复合型人才培养,同时为参赛队伍提供最新最先进的应用平台,了解超算高性能领域最新核心技术,提升应用综合操作实践能力。2017年4月,PAC2017赛前培训走进了山东科技大学,为现场师生分享了基于Apache Spark 的 BigDL 规模化分布式深度学习框架、剖析往届赛题及分享如何用好高性能计算机工具。同时,PAC组委会对山东科技大学高性能领域研究负责人傅游教授进行了专访。傅游教授从事超算高性能领域已经有20余年,深知国家超算发展与迭变。

 

傅游教授说:“从学院与我自身角度来看,都非常重视PAC竞赛。PAC面向参赛对象更广泛(本科生、研究生),内容设置更丰富(应用组、优化组与今年新增的人工智能组),大赛对学生专业基础和能力要求高、学生从中能够获得许多宝贵的知识与经验,对其今后的学习、深造与就业有深远意义。”

 

傅游教授对PAC竞赛印象:机会、挑战、桥梁

 

 机会

 

作为高校老师,傅游教授致力于从事研究高性能计算、并行编译、并行优化,具有非常宝贵的从业经验。

 

傅游教授说:较早之前中国是没有超算比赛的,能够接触到超算的学生非常有限,绝大部分研究生与博士生超算基础与专业知识也非常薄弱。从2015年开始带队参加PAC竞赛已经两届了,学生通过前期准备到实操备战,从操作系统、编译器、程序设计到并行优化,对并行计算机体系结构和并行程序设计有了深刻的认识与理解,并行程序开发能力和超算平台应用能力得到很大提升。通过系统化的培训,以赛带学,以赛促学,使得学生赛后可以直接上手参加相关课题研究,节省了大量的时间成本与培养成本。

 

目前,全国高校都在压缩课程学时,实践课程时间也受到了影响。高校依托PAC大赛,带给学生实践的机会。学生通过参加竞赛,在计算机体系结构与并行编程方面都会学到很多知识,团队合作能力得到很大提升,也积累了宝贵的人生经验。

 

 挑战

 

PAC竞赛是学科综合和交叉的比赛,不仅要求掌握专业知识,也要求对应用和超算平台的结构和特点有全面、深入的掌握,并结合超算平台的特点才能取得优异成绩。PAC大赛参赛平台一直在随着超算领域的最新技术和产品变化,2013 使用Xeon+第一代Xeon phi(KNC),2014年和2015使用天河二号 Xeon+第一代Xeon phi(KNC),2016年使用第二代Xeon phi(KNL),2017年使用第二代Xeon phi(KNL)+Omni path平台,对于老师和学生都是挑战。

 

傅游教授说:高校老师需要首先掌握这些新技术、了解新产品,才能培养指导好学生,让学生能够在最新平台上做出成绩,所以是挑战。但正是因为有挑战,我们才能跟上高性能计算领域的发展,站在科技前沿。

 

 桥梁

 

高校老师主要从事学术研究,与工业界如并行科技、Intel公司,仅仅是产品购买者与供应者的关系。但自从有了PAC竞赛,建立起了学术界与工业界的沟通桥梁,更为学生建立起了计算理论与计算实操的桥梁。

 

傅游教授说:我们通过参加PAC竞赛, 可以接触到更多的算例与应用,对于研究者无疑提供了学习锻炼的机会,用以检验我们的理论体系和研究方法,让师生都得到进步与提高。以上是我对PAC竞赛的看法与感触。

 

· 参与PAC竞赛,为山东科技大学、指导教师和学生带来哪些好处和成果?

傅游教授说:山东科技大学第一次参加PAC竞赛,获得华东区一等奖;第二次参加PAC竞赛,应用组进了全国16强,这对我们来说很不容易。学生们在超算方面基础很薄弱,能取得这些成绩,说明学生在超算方面的知识和能力得到了质的提升,从思想上到硬件体系结构上、再到编程能力上得到了全方位的提高;同时也能为学生从事该方面的研究打下良好的基础,吸引了更多的优秀学生参与到超算这一领域的研究中来,充实了学校在相关方面的研究力量。

 

参赛的本科生成员已全部考上研究生,其中还有两名学生免试推荐进入985高校继续学习,成绩非常理想。只要参加过这个比赛并获得较好的成绩,参与了指导教师在并行编译、并行调度器与应用的并行化和优化等研究项目的学生出去就业会非常受欢迎,在研究生入学面试中也都起到了很好的作用。对于老师自己的研究来说,之前是理论做的比较多,现在要结合应用去验证和改进理论与方案,起到一个很积极的正向反馈和促进作用。

 

最后,在参赛过程中我们能够接触与认识到更多优秀的参赛队伍,通过向他们学习,不断提升自己的能力,缩短与这些高校在超算领域的差距。

 

· 备战PAC竞赛,学校做了哪些筹备工作?

傅游教授说:我们首先组建了指导教师团队,成立超算培训中心。指导教师团队合理分工,紧密合作,分别负责讲解理论基础、并行编程、超算体系结构和应用并行化、优化等工作。同时加大校内宣传,吸引更多的优秀学生参与竞赛;利用寒暑假对学生进行集中培训。山东科技大学计算机科学与工程学院梁永全院长非常支持超算研究,计划升级超算平台,将KNL、Infiniband网络和Omni Path等最新的超算产品引入到超算平台中,为学生的学习和培训提供更好的条件。

 

傅游教授通过带队参加过两届PAC竞赛,已经初步构建了出一套集中培训体系,但还需要进一步验证和完善。

 

并行学院提供高校技术技能培训教育

PAC大赛承办方并行科技于2017年成立并行学院,通过与各高校、中科院等机构合作,意在高校系统基础教育模式外,从学生就业角度为所有参加培训的学员提供更多的实用技术技能培训。本次PAC大赛走进高校获得并行学院友情支持并向参加培训的学员提供并行编程等方面的实用操作技能。

 

傅游教授说:学校虽然已经拥有从事超算领域研究的指导教师,可以进行系统的相关理论、知识和方法等的培训,但也急需系统化的专业培训从技术、实操等方面进行补充。山东科技大学拟将自身已有的培训团队与并行学院教学相结合,合作开展高性能计算领域技术人才培训,进一步提高培训水平,并计划将面向本科生开设《并行计算导论》等课程,建立课程体系。

 

关于山东科技大学

山东科技大学拥有计算机科学与技术一级学科博士点,计算机科学与技术一级学科硕士点,计算机软件与理论、计算机应用技术、计算机系统结构三个专业硕士点和计算机技术、软件工程2个工程硕士授权领域。在目前形势下要发展计算机学科,必须从超算的角度入手,培养高层次超算领域的专业人才,为国家超算技术的发展提供人才支撑,在服务超算发展中实现学科的持续快速发展。

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