MATLAB在线并行计算教学

印度理工学院焦特布尔分校计算机科学与工程系的二年级研究生必须学习计算机体系结构的基础课程。学生将了解现代计算机系统中的组件，使用基准数据来比较各个系统的性能，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，当我们的课程进行到一半多的时候，COVID-19封锁开始了。像焦特布尔印度理工学院和世界各地的其他讲师一样，我突然发现自己不得不调整一门专为现场上课设计的课程，以适应远程和在线学习。

我实现了一个基于MATLAB Online™的基于浏览器访问MATLAB的策略^®， MATLAB Onramp用于自定速度在线培训，MATLAB Grader™用于自动评分编程作业。这种工具、培训和技术的结合使学生能够实现课程的所有学习成果:绝大多数人报告说，尽管大流行造成了特殊情况，但他们现在了解了并行计算的有用性以及它可以帮助解决的各种问题。

建立MATLAB基本技能

计算机体系结构课程可以作为本科生的选修课，吸引了来自不同背景的学生。当它过渡到在线学习时，我需要确保每个学生都有MATLAB的基本熟练程度。为了满足这一需求，我要求学生们花一周时间完成自定节奏的在线培训课程。刚接触MATLAB的学生用MATLAB Onramp学习了基础知识。一旦他们熟悉了简单的MATLAB编码，他们就完成了额外的MATLAB在线培训课程，包括用MATLAB介绍线性代数在该课程中，他们学习了求解线性方程组和执行特征值分解，以及用MATLAB解常微分方程，在这个课程中，他们学会了数值求解ode。

移动在线

我的学生来自印度各地。当他们在封锁后回家时，一些人只有有限的互联网接入，连接速度缓慢或不可靠，而另一些人则没有连接问题。然而，由于印度理工学院焦特布尔分校拥有全校许可证，他们都可以访问MATLAB和MATLAB Online。互联网连接速度更快的学生可以直接在笔记本电脑上下载并安装MATLAB。那些连接不好的用户可以通过MATLAB Online从浏览器访问MATLAB，无需安装或下载。

使用MATLAB或MATLAB Online，学生完成了并行编程和技术计算的作业。我和MathWorks团队一起在MATLAB Grader中构建了这些交互式作业，它可以自动对学生提交的代码进行评分。除了节省我的时间，自动评分为学生提供即时反馈，使他们能够评估自己的进步。

交付虚拟研讨会

我最初的课程计划包括一个解释并行编程理论基础的研讨会，以及让学生完成实际并行编程练习的实验室课程。封锁后，我们用WebEx进行的虚拟实验室会议取代了面对面的实验室会议。

在连续三天的时间里，学生们学习了如何使用并行计算工具箱™和MATLAB并行服务器™在多核工作站、gpu、集群和云上并行执行计算密集型操作。涉及的主题包括使用parfor，parfeval,parsim使用MathWorks云中心来并行任务，并将并行计算扩展到Amazon Web Services。研讨会还讨论了深度学习背景下的并行计算，包括在gpu和多核处理器上实现用于图像处理的深度学习技术。

评估向在线学习的过渡并为更多的学习做准备

在课程中，学生们告诉我，他们总体上对向在线学习的过渡感到满意。这些报告得到了后续调查的证实，在该调查中，学生对MATLAB在线培训资源和MATLAB Grader的有用性表示了近乎一致的认同(图1)。

在本学年，焦特布尔印度理工学院已经完全致力于在线学习——所有课程现在都完全在线授课。我和同事们从最初的转型中学到了宝贵的经验，包括支持来自不同背景、依赖质量参差不齐的互联网连接的学生的重要性。金宝app我们系正在使用MATLAB在线、MATLAB Grader和MATLAB在线培训来教授机器学习、信号处理和其他主题。我还在数字人文课程中使用MATLAB在线培训数据可视化课程;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，在封锁期间，学习目标不需要改变，只要你通过实施正确的基础设施和工具来适应这种情况。