中大新聞網廣州6月16日電(通訊員吳嵐嵐、江穎)近日,廣東省教育廳公布2021年廣東省教育教學成果獎獲獎項目,計算機學院盧宇彤、吳迪等教授完成的教學成果“‘三思四能、學科交叉’高性能計算卓越人才培養體系建設”榮獲廣東省教育教學成果獎一等獎。
高性能計算是國家重大戰略技術,我國高性能計算機技術發展迅速,“天河二號”和“神威?太湖之光”超級計算機曾多次位居世界超級計算機TOP500排行榜的榜首,但高性能計算應用軟件開發水平與國外差距大,高性能計算人才短缺,難以支撐迅猛增長的應用需求。高性能計算具有顯著的理工結合、學科交叉的特點,它以數學、物理和計算機技術為基石,以規模龐大且結構復雜的超級計算機系統為工具,以解決科研、應用領域的多樣化需求為目標,其人才培養體系建設困難,人才培養難度大。
自從國家超級計算廣州中心落戶中山大學以來,計算機學院以“立德樹人”為核心目標,面向我國高性能計算事業可持續發展和“卡脖子”核心技術領域,以塑造數值建模思維、并行計算思維、軟件工程思維等“三種思維”為核心,以高性能計算人才培養課程體系建設、實訓實踐教學軟硬件平臺建設和高性能計算教學團隊建設為抓手,構建了涵蓋數學、物理、軟件工程、高性能計算的課程體系和實踐實訓體系,建設了全球規模最大的高性能計算在線教育實踐平臺—“超算習堂”,形成了培養具備復雜系統數值建模能力、大規模并行計算能力、大型軟件構建能力、實踐開發能力等“四種能力”的高性能計算卓越人才培養體系,為高性能計算人才培養提供了寶貴的思路和實踐借鑒,實現了人才培養的顯著成效。
構建面向“三種思維”培養的高性能計算學科交叉課程體系
深度融合計算數學、高性能計算和軟件工程三個學科領域知識,建設理工結合的高性能計算人才培養體系。針對高性能計算應用研發和國家重大戰略需求,建設了覆蓋數學物理基礎課程、高性能計算基礎與實訓課程、軟件工程基礎與實訓課程的課程體系,培養學生從事高性能計算領域工作所需的數值模型思維、并行計算思維和軟件工程思維等“三種思維”,同時在課程設計中融合思政元素,鼓勵引導學生面向國家重大戰略需求開展學習和研究工作。
強化“四種能力”的高性能計算實踐實訓體系
發揮國家超算廣州中心在人才培養上的優勢,結合真實科研項目和應用案例促進產學研融合的人才培養。引導學生參與超算中心的科研項目,構建從系統軟件到應用優化與開發的全鏈條式實習實訓體系。促進產學研融合,結合企業真實案例和實際問題,開設系列實習實訓課程,內容涉及到了大規模并行應用開發、高性能計算工程軟件、大數據存儲管理等,強化基于國產處理器和國產軟件的實踐訓練,培養學生為國家解決真實問題的能力。鼓勵學生參與學科競賽,學生在ACM-ICPC程序設計競賽、世界大學生超級計算三大競賽SC/ISC/ASC、數學建模大賽等學科重要競賽中取得了突出成績。
計算機學院學子在世界大學生超級計算機競賽(ASC20-21)總決賽獲最高計算性能獎和一等獎(來源:計算機學院)
計算機學院學子在國際大學生超級計算機競賽(ISC22)中獲亞軍(來源:計算機學院)
構建全球規模最大的開放共享超算教育實踐平臺
依托國家高性能計算環境,構建了國際上規模最大的開放共享的在線超算教育實踐平臺—“超算習堂”。超算習堂是一個在科技部重點研發計劃支持下研發的國家級高性能計算教育實踐開放平臺,提供個性化遞進式的高性能計算學習路徑,實現高效容器化的HPC實踐環境快速定制和部署,用戶可以在線進行大規模并行程序反饋式調測試與分析。該平臺同具體學科領域結合,提供海洋、環境、材料、氣象、天文、生命科學等多學科方向的完整案例和軟件實踐資源,極大促進了高性能計算交叉學科人才的培養。平臺部署在國家高性能計算環境中,為全國超算教育領域的人才培養提供了開放共享的平臺和資源,有力保障了我國超算領域的可持續發展。
全球規模最大的開放超算教育平臺——超算習堂(https://www.easyhpc.net/)(來源:計算機學院)
經過近十年的改革與探索,計算機學院已培養一批得到華為、阿里、浪潮、中廣核、并行科技等知名企業認可的優秀高性能計算人才。依托超算習堂平臺,已上線100余門在線課程和實踐實訓課程,全國高校在線學習師生超萬名,向廣大學生提供大規模并行實踐環境和資源,用戶遍布全國以及 “一帶一路”國家,訪問量超過1700萬人次。成果依托國家超算廣州中心,面向粵港澳大灣區開展500余場師資和專業人員培訓。發表教學論文超過30篇,出版相關教材7部,編寫相關講義3本。成果建設內容在近30所高校的高性能計算相關領域人才培養工作中也得到借鑒與應用。
文稿終審:計算機學院 馬嘯