并行技術基礎

第一章 并行技術概述
第一節(jié) 并行技術的定位
一、并行處理和并行計算
二、計算與計算科學
三、計算能力與計算需求
第二節(jié) 超級計算機
一、超級計算機的戰(zhàn)略意義及其發(fā)展歷史
二、全球超級計算機排名
三、超級計算機的發(fā)展史
第三節(jié) 并行計算的能力和效率
第四節(jié) 并行技術的主要實現(xiàn)形式
第五節(jié) 多核技術的挑戰(zhàn)和機遇
第二章 并行計算系統(tǒng)的基本架構
第一節(jié) 計算機體系結(jié)構概述
一、計算機體系結(jié)構的概念
二、計算機組成的概念
三、計算機體系結(jié)構分類
四、SIMD計算機
五、向量計算機
六、MIMD計算機
第二節(jié) MIMD結(jié)構的并行計算機分類
一、并行計算機組成的三要素
二、并行計算機互聯(lián)網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構
三、MIMD并行計算機的分類
第三節(jié) 并行計算機分類
一、訪存模型
二、Cache管理技術
三、并行計算機分類
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、進程
三、線程
第二節(jié) 從操作系統(tǒng)角度看并行計算系統(tǒng)
一、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)
二、分布式操作系統(tǒng)
三、多處理器操作系統(tǒng)
第三節(jié) 多線程對多處理器并行系統(tǒng)的支持
一、多線程的實現(xiàn)
二、多線程的處理機調(diào)度
第四節(jié) 分布主存并行計算系統(tǒng)的任務分配和調(diào)度
一、典型的分布主存并行計算系統(tǒng)
二、分布主存并行系統(tǒng)處理器分配調(diào)度算法模型
三、進程間通信技術
第五節(jié) 虛擬存儲技術
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、存儲器一致性模式與編程模型
三、DSM系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)
第四章 并行算法基礎
第一節(jié) 并行算法的度量
第二節(jié) 相關性分析
第三節(jié) 并行計算、并行編程模型與并行算法的關系
一、SPMD和MPMD并行計算系統(tǒng)
二、具體問題的并行求解過程
三、并行編程模型簡介
第四節(jié) 并行算法的設計
一、SPMD和MPMD并行算法的設計
二、典型的并行算法設計思路
第五節(jié) 并行算法的分類及發(fā)展
第六節(jié) 關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
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、關于并行語言
四、并行編程模型和并行編程語言的分類及評價標準
第二節(jié) 進程的同構性、并行性
第三節(jié) 進程間的交互
一、進程交互簡介
二、進程同步
三、進程通信的多種模式
第四節(jié) 共享存儲器并行編程
一、Pthreads簡介
二、程序舉例
第五節(jié) 消息傳遞并行編程基礎
第六節(jié) 數(shù)據(jù)并行編程模型
一、HPF簡介
二、HPF的數(shù)據(jù)并行和數(shù)據(jù)映射
第七節(jié) 并行程序性能評價
一、浮點峰值性能與實際浮點性能
二、數(shù)值效率和并行效率
三、可擴展分析
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MPI程序及其相關分析
一、MPI并行編程的三種模式
二、兩段MPI例程
第二節(jié) MPI基礎知識
一、MPI的目標
二、MPI的發(fā)展
三、MPI的綁定
四、目前主要的MPI實現(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核心接口及相關示例
三、MPI預定義數(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、任意源和任意標識
三、MPI通信域
第五節(jié) 簡單MPI示例
一、用MPI實現(xiàn)計時功能
二、獲取機器的名字和MPI版本號
三、是否初始化及錯誤退出
四、數(shù)據(jù)接力傳送
五、任意進程間相互問候
六、任意源和任意標識的使用
七、編寫安全的MPI程序
八、階段小結(jié)
第六節(jié) 點對點通信函數(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) 進程組與通信器
第十節(jié) 進程拓撲結(jié)構
第十一節(jié) 文件輸A／輸出
第七章 Linux機群
第一節(jié) 構建Linux機群的要素
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、運行、調(diào)試
一、單機環(huán)境下MPICH的安裝
二、機群環(huán)境下MPICH的安裝
第五節(jié) 安裝配置基于Linux的并行計算集群
一、在單機上安裝、配置MPI并行環(huán)境
二、在聯(lián)網(wǎng)的多臺機器上安裝、配置MPI并行環(huán)境
三、專用并行機群系統(tǒng)的配置
參考文獻