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使用MATLAB在线教学平行计算

印度理工学院Jodhpur的Chiranjoy Chattopadhyay


IIT Jodhpur计算机科学与工程系的二年级研究生必须参加计算机架构的基础课程。学生了解现代计算机系统中的组件,使用基准数据比较跨系统的性能,并开发在GPU上编写,调试和执行并行程序所需的技能。

去年春天,当我们在课程的一半以上时,共同锁定开始了。像IIT Jodhpur和世界各地的其他讲师一样,我突然发现自己必须适应一门专为亲自出席而设计的课程,以适应距离和在线学习。

我实施了基于MATLAB Online™的策略,用于基于浏览器的MATLAB访问®,MATLAB ONRAMP进行自定进度的在线培训,MATLAB Grader™用于自动化的编程分配。工具,培训和技术的这种结合使学生能够实现该课程的所有学习成果:绝大多数人报告说,尽管大流行病施加了非凡的情况,他们现在了解了并行计算的有用性及其问题的有用性可以帮助解决。

建立基线MATLAB技能

计算机架构课程可以由本科生视为选修课,吸引了来自广泛背景的学生。当它过渡到在线学习时,我需要确保每个学生在MATLAB上都有基准水平。为了满足这一需求,我要求学生花一个星期完成自定进度的在线培训课程。MATLAB新手的学生通过Matlab Onramp学习了基础知识。一旦他们对简单的MATLAB编码感到满意,他们就完成了其他MATLAB在线培训课程,包括与MATLAB的线性代数简介,他们学会了求解线性方程系统并执行特征值分解,并用MATLAB求解普通的微分方程,他们在其中学会了数值求解ODE。

在线移动

我的学生来自印度的许多不同地区。当他们在锁定之后返回家中时,有些人只有有限的Internet访问和缓慢或不可靠的连接,而另一些人没有连接问题。但是,由于IIT Jodhpur拥有校园范围内的许可证,因此他们都可以在线使用Matlab和Matlab。具有更快互联网连接的学生可以直接在笔记本电脑上下载并安装MATLAB。那些连接差的人可以通过在线MATLAB从浏览器访问MATLAB,这不需要安装或下载。

使用MATLAB或MATLAB在线,学生完成了并行编程和技术计算的作业。我与Mathworks团队合作,在MATLAB Grader中构建这些交互式作业,该分配者会自动对学生提交的代码进行分级。除了节省我的时间外,自动化的分级还为学生提供了即时的反馈,使他们能够评估自己的进度。

提供虚拟研讨会

我对该课程的最初计划包括一个讲习班,以解释并行编程的理论基础,以及为学生完成并行编程练习的实验室会议。锁定后,我们用通过Webex进行的虚拟实验室会话代替了面对面的实验室会议。

在连续三天内,学生学习了如何使用Parallel Computing Toolbox™和MATLAB Parallel Server™在多层工作站,GPU,簇和云上并行执行计算密集型操作。涵盖的主题包括parfor,,,,帕菲瓦尔, 和Parsim使用Mathworks Cloud Center并行化任务并将并行计算扩展到Amazon Web服务。研讨会还涵盖了深度学习背景下的并行计算,包括实施用于GPU和多核处理器图像处理的深度学习技术。

评估过渡到在线学习和准备更多

在课程中,学生告诉我,他们对在线学习的过渡总体上感到满意。这些报告通过后续调查证实,在该调查中,学生就MATLAB在线培训资源和MATLAB分级机的有用性表示了几乎一致的协议(图1)。

图1.学生调查结果MATLAB在线培训和MATLAB分级器的有用性。

图1.学生调查结果MATLAB在线培训和MATLAB分级器的有用性。

在本学年,IIT Jodhpur已完全致力于在线学习 - 现在所有课程都完全在线教授。我和我的同事们从我们的最初过渡中学到了宝贵的课程,包括支持来自不同背景的学生的重要性,这些学生依靠质量广泛的互联网连接。金宝app我们的部门正在使用MATLAB在线,MATLAB分级器和MATLAB在线培训来教授机器学习,信号处理和其他主题。我还使用MATLAB在线培训进行了数字人文学科计划中的数据可视化课程;我发现,即使没有计算机科学背景的学生也能成功地学习并完成培训课程。也许我们最大的认识是,只要您通过实施正确的基础架构和工具来适应这种情况,学习目标就不需要改变。

关于作者

Chiranjoy Chattopadhyay是印度技术学院计算机科学与工程系的助理教授。他的研究兴趣包括计算机视觉,计算机图形和数字人文科学。

出版于2020年

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