并行技術(shù)基礎(chǔ)

第一章 并行技術(shù)概述
第一節(jié) 并行技術(shù)的定位
一、并行處理和并行計(jì)算
二、計(jì)算與計(jì)算科學(xué)
三、計(jì)算能力與計(jì)算需求
第二節(jié) 超級(jí)計(jì)算機(jī)
一、超級(jí)計(jì)算機(jī)的戰(zhàn)略意義及其發(fā)展歷史
二、全球超級(jí)計(jì)算機(jī)排名
三、超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展史
第三節(jié) 并行計(jì)算的能力和效率
第四節(jié) 并行技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)形式
第五節(jié) 多核技術(shù)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇
第二章 并行計(jì)算系統(tǒng)的基本架構(gòu)
第一節(jié) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)概述
一、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的概念
二、計(jì)算機(jī)組成的概念
三、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)分類
四、SIMD計(jì)算機(jī)
五、向量計(jì)算機(jī)
六、MIMD計(jì)算機(jī)
第二節(jié) MIMD結(jié)構(gòu)的并行計(jì)算機(jī)分類
一、并行計(jì)算機(jī)組成的三要素
二、并行計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
三、MIMD并行計(jì)算機(jī)的分類
第三節(jié) 并行計(jì)算機(jī)分類
一、訪存模型
二、Cache管理技術(shù)
三、并行計(jì)算機(jī)分類
第三章 并行操作系統(tǒng)
第一節(jié) 操作系統(tǒng)回顧
一、操作系統(tǒng)
二、進(jìn)程
三、線程
第二節(jié) 從操作系統(tǒng)角度看并行計(jì)算系統(tǒng)
一、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)
二、分布式操作系統(tǒng)
三、多處理器操作系統(tǒng)
第三節(jié) 多線程對(duì)多處理器并行系統(tǒng)的支持
一、多線程的實(shí)現(xiàn)
二、多線程的處理機(jī)調(diào)度
第四節(jié) 分布主存并行計(jì)算系統(tǒng)的任務(wù)分配和調(diào)度
一、典型的分布主存并行計(jì)算系統(tǒng)
二、分布主存并行系統(tǒng)處理器分配調(diào)度算法模型
三、進(jìn)程間通信技術(shù)
第五節(jié) 虛擬存儲(chǔ)技術(shù)
一、私有虛存
二、共享虛存
第六節(jié) 數(shù)據(jù)一致性管理
一、一致性的模式
二、存儲(chǔ)器一致性模式與編程模型
三、DSM系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)
第四章 并行算法基礎(chǔ)
第一節(jié) 并行算法的度量
第二節(jié) 相關(guān)性分析
第三節(jié) 并行計(jì)算、并行編程模型與并行算法的關(guān)系
一、SPMD和MPMD并行計(jì)算系統(tǒng)
二、具體問題的并行求解過程
三、并行編程模型簡(jiǎn)介
第四節(jié) 并行算法的設(shè)計(jì)
一、SPMD和MPMD并行算法的設(shè)計(jì)
二、典型的并行算法設(shè)計(jì)思路
第五節(jié) 并行算法的分類及發(fā)展
第六節(jié) 關(guān)于矩陣乘法的典型并行算法
一、行列劃分算法
二、Cannon算法
第五章 并行編程基礎(chǔ)
第一節(jié) 并行編程概述
一、并行編程的現(xiàn)狀
二、并行編程為什么落后于串行編程的討論
三、關(guān)于并行語(yǔ)言
四、并行編程模型和并行編程語(yǔ)言的分類及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
第二節(jié) 進(jìn)程的同構(gòu)性、并行性
第三節(jié) 進(jìn)程間的交互
一、進(jìn)程交互簡(jiǎn)介
二、進(jìn)程同步
三、進(jìn)程通信的多種模式
第四節(jié) 共享存儲(chǔ)器并行編程
一、Pthreads簡(jiǎn)介
二、程序舉例
第五節(jié) 消息傳遞并行編程基礎(chǔ)
第六節(jié) 數(shù)據(jù)并行編程模型
一、HPF簡(jiǎn)介
二、HPF的數(shù)據(jù)并行和數(shù)據(jù)映射
第七節(jié) 并行程序性能評(píng)價(jià)
一、浮點(diǎn)峰值性能與實(shí)際浮點(diǎn)性能
二、數(shù)值效率和并行效率
三、可擴(kuò)展分析
四、串行程序的優(yōu)化
五、并行程序性能優(yōu)化
第六章 MPI并行編程
第一節(jié) 兩個(gè)MPI程序及其相關(guān)分析
一、MPI并行編程的三種模式
二、兩段MPI例程
第二節(jié) MPI基礎(chǔ)知識(shí)
一、MPI的目標(biāo)
二、MPI的發(fā)展
三、MPI的綁定
四、目前主要的MPI實(shí)現(xiàn)
五、MPI程序的一些慣例
第三節(jié) MPI核心接口
一、MPI接口參數(shù)說明
二、MPI核心接口及相關(guān)示例
三、MPI預(yù)定義數(shù)據(jù)類型
四、MPI數(shù)據(jù)類型匹配
五、MPI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
第四節(jié) MPI消息
一、MPI消息的組成
二、任意源和任意標(biāo)識(shí)
三、MPI通信域
第五節(jié) 簡(jiǎn)單MPI示例
一、用MPI實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能
二、獲取機(jī)器的名字和MPI版本號(hào)
三、是否初始化及錯(cuò)誤退出
四、數(shù)據(jù)接力傳送
五、任意進(jìn)程間相互問候
六、任意源和任意標(biāo)識(shí)的使用
七、編寫安全的MPI程序
八、階段小結(jié)
第六節(jié) 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信函數(shù)與通信模式
第七節(jié) 聚合通信與同步
第八節(jié) 自定義數(shù)據(jù)類型
第九節(jié) 進(jìn)程組與通信器
第十節(jié) 進(jìn)程拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
第十一節(jié) 文件輸A／輸出
第七章 Linux機(jī)群
第一節(jié) 構(gòu)建Linux機(jī)群的要素
第二節(jié) Linux操作系統(tǒng)的安裝與基本操作
一、Linux系統(tǒng)的安裝
二、基本使用與管理
第三節(jié) Linux下的程序開發(fā)環(huán)境
一、第一個(gè)C程序
二、Fortran程序的開發(fā)
三、軟件開發(fā)
第四節(jié) MPICH安裝與程序編譯、運(yùn)行、調(diào)試
一、單機(jī)環(huán)境下MPICH的安裝
二、機(jī)群環(huán)境下MPICH的安裝
第五節(jié) 安裝配置基于Linux的并行計(jì)算集群
一、在單機(jī)上安裝、配置MPI并行環(huán)境
二、在聯(lián)網(wǎng)的多臺(tái)機(jī)器上安裝、配置MPI并行環(huán)境
三、專用并行機(jī)群系統(tǒng)的配置
參考文獻(xiàn)