一. 本文綱要

細(xì)想一下，其實(shí)無(wú)論是要自學(xué)高性能計(jì)算，還是要自學(xué)開(kāi)車(chē)，無(wú)論我們要自學(xué)什么，都要弄明白以下幾個(gè)問(wèn)題：我們適不適合自學(xué)，怎么自學(xué)，從哪開(kāi)始自學(xué)，自學(xué)到什么程度？我們要學(xué)習(xí)的這個(gè)技術(shù)有什么價(jià)值？學(xué)習(xí)這個(gè)技術(shù)的路線是什么樣的？.....

所以通過(guò)這篇文章，小猿將帶你弄清楚你到底適不適合自學(xué)，如何自學(xué)高性能計(jì)算，怎么自學(xué)，從哪開(kāi)始自學(xué)，自學(xué)到什么程度等核心問(wèn)題。本文的基本綱要如下：

1. 關(guān)于自學(xué)；

2. 關(guān)于高性能計(jì)算；

3. 關(guān)于入門(mén)。

閑言少敘，書(shū)歸正傳，讓我們開(kāi)啟填補(bǔ)認(rèn)知漏洞的一天吧，開(kāi)心ing......

二. 關(guān)于自學(xué)

根據(jù)小猿自身的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知，我覺(jué)得我們?cè)趯W(xué)習(xí)任何一個(gè)技術(shù)之前，都應(yīng)該仔細(xì)想一下，我們到底要不要花費(fèi)時(shí)間、精力和金錢(qián)去自學(xué)一個(gè)技術(shù)。畢竟我們的時(shí)間和精力都是有限的，誰(shuí)也不能保證這個(gè)技術(shù)可以學(xué)會(huì)和學(xué)好。

在中國(guó)傳統(tǒng)的儒學(xué)思維中有”知易行難“的認(rèn)知，但小猿卻更認(rèn)同孫中山的”知難行易“學(xué)說(shuō)！孫中山認(rèn)為，只要我們擁有了正確的理論認(rèn)知，其實(shí)真正實(shí)踐起來(lái)反而很容易！所以在真正開(kāi)始自學(xué)高性能計(jì)算之前，小猿要掃清你的認(rèn)知障礙，只有具有了正確的認(rèn)知，才能快速有力的行動(dòng)起來(lái)。

1. 到底要不要自學(xué)

現(xiàn)在小猿要問(wèn)你一個(gè)問(wèn)題，請(qǐng)你仔細(xì)思考，你真的想好要自學(xué)高性能計(jì)算了嗎？你有沒(méi)有想過(guò)學(xué)習(xí)人工智能？有沒(méi)有想過(guò)學(xué)習(xí)前后端？你有沒(méi)有想過(guò)參加培訓(xùn)班？如果你猶豫了，說(shuō)明你沒(méi)有做好自學(xué)的準(zhǔn)備，起碼在認(rèn)知這一塊就沒(méi)準(zhǔn)備好！

有的小伙伴可能會(huì)很好奇，小猿為什么要提出這么一個(gè)看似無(wú)關(guān)緊要的問(wèn)題？

其實(shí)這個(gè)問(wèn)題反而是很關(guān)鍵的一個(gè)問(wèn)題！尤其是對(duì)于【自律性較差】的初學(xué)者來(lái)說(shuō)更重要！試想，如果你本身就沒(méi)有堅(jiān)定的自學(xué)想法，后面稍微遇到點(diǎn)困難，你還能學(xué)的下去嗎？你還能學(xué)好嗎？半途而廢的例子不要太多哦！

2. 自學(xué)存在的問(wèn)題

所謂”萬(wàn)事開(kāi)頭難“，其實(shí)很多東西一旦入了門(mén)，后面就很順了，即使后期沒(méi)有別人的幫助和指導(dǎo)，很多東西自己也大多都可以搞得定，但恰恰很多人的學(xué)習(xí)計(jì)劃就死在了”入門(mén)“前的路上。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，自學(xué)這條路，在剛開(kāi)始的時(shí)候尤其困難，接下來(lái)小猿就給你分析一下自學(xué)時(shí)存在的那些問(wèn)題。

高性能計(jì)算就是典型的入門(mén)難。如果沒(méi)有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，很容易陷入進(jìn)去，浪費(fèi)時(shí)間和精力。

首先第一個(gè)問(wèn)題，就是很多初學(xué)者其實(shí)不知道自己到底要先學(xué)什么，后學(xué)什么，腦海里【沒(méi)有一個(gè)清晰的學(xué)習(xí)路線】。很多初學(xué)者都會(huì)犯一個(gè)毛病，今天看會(huì)這個(gè)，然后在這個(gè)知識(shí)還沒(méi)牢固的時(shí)候，就又好高騖遠(yuǎn)地去學(xué)另一個(gè)，結(jié)果兩個(gè)知識(shí)哪個(gè)也沒(méi)學(xué)扎實(shí)。學(xué)到最后，學(xué)習(xí)路線完全亂了，自己都不知道自己到底學(xué)了哪些東西，感覺(jué)哪個(gè)都知道，感覺(jué)哪個(gè)都不熟。

然后影響自學(xué)者學(xué)習(xí)效果的【另一個(gè)關(guān)鍵因素，就是自律意識(shí)】！這一個(gè)因素其實(shí)是最關(guān)鍵的！為什么有的人可以成為學(xué)霸，有的人確是學(xué)渣？難道真的是因?yàn)橹巧滩町悊?？小猿覺(jué)得不是！很多時(shí)候，學(xué)渣的智商可能比學(xué)霸的智商還要高一些，但學(xué)渣的學(xué)習(xí)就是搞不過(guò)人家學(xué)霸！很多初學(xué)者在自學(xué)的時(shí)候，會(huì)有"三天打魚(yú)兩天曬網(wǎng)"的毛病。剛開(kāi)始自學(xué)的時(shí)候，信心滿滿興致勃勃，第一天開(kāi)始學(xué)的時(shí)候勁頭十足，第二天也不錯(cuò)，但三天之后，學(xué)習(xí)勁頭就開(kāi)始下滑了。本來(lái)想著泡在圖書(shū)館每天自學(xué)8個(gè)小時(shí)，結(jié)果三天之后的學(xué)習(xí)時(shí)間就降低到了6個(gè)小時(shí)......4個(gè)小時(shí)......2個(gè)小時(shí).....

因?yàn)槭亲詫W(xué)，沒(méi)人給自己指導(dǎo)，遇到故障錯(cuò)誤就只能自己費(fèi)勁吧啦地百度查資料，尋找問(wèn)題的解決方案。其實(shí)很多初學(xué)者連問(wèn)題都不知道怎么描述，腦海里根本【沒(méi)有解決問(wèn)題的思路】。也就是說(shuō)，很多初學(xué)者，在敲第一個(gè)案例代碼的時(shí)候，就已經(jīng)停止了自學(xué)計(jì)劃了！學(xué)個(gè)毛線啊，明明看著代碼和文章視頻里的一樣啊，為什么人家就正常，我的卻報(bào)錯(cuò)？搞不定啊搞不定！欲哭無(wú)淚.......

即使有些自學(xué)者終于費(fèi)勁吧啦的把第一個(gè)問(wèn)題給解決了，然后隨著學(xué)習(xí)的進(jìn)行，又會(huì)出現(xiàn)第二個(gè)問(wèn)題，第三個(gè)bug，第四個(gè)故障......有的小伙伴會(huì)說(shuō)，自學(xué)個(gè)高性能計(jì)算咋那么多問(wèn)題？其實(shí)不是自學(xué)高性能計(jì)算有這么多問(wèn)題，你自學(xué)任何一個(gè)技術(shù)，都會(huì)有這些問(wèn)題！因?yàn)槟氵€沒(méi)入門(mén)，你【不知道如何避免和解決這些問(wèn)題】！所以在別人眼里很簡(jiǎn)單很low的問(wèn)題，在你眼里就難如登天！這就是所謂的”隔行如隔山“！你想想，作為一個(gè)初學(xué)者，你每敲一個(gè)代碼案例，就遇到這樣那樣的問(wèn)題，出了問(wèn)題還得花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間和精力去解決，搞來(lái)搞去，你還有多大的熱情和動(dòng)力繼續(xù)學(xué)下去呢？

而且即使你的學(xué)習(xí)勁頭依然很足，遇到了問(wèn)題就解決問(wèn)題，每遇到一個(gè)bug，就花一個(gè)小時(shí)、一上午、一天甚至一周的時(shí)間去解決這個(gè)bug。雖然最終把問(wèn)題搞定了，你覺(jué)得很開(kāi)心，但小猿問(wèn)你，你浪費(fèi)了什么？你【走了很多彎路，浪費(fèi)了最寶貴的時(shí)間】??！所以別人5個(gè)月能學(xué)完的東西，你可能要花10個(gè)月，甚至一年兩年才能學(xué)完，而且你學(xué)的還沒(méi)人家扎實(shí)牢固！你覺(jué)得自學(xué)節(jié)省了錢(qián)，但卻浪費(fèi)了很多不必要的時(shí)間！我們?cè)谟?jì)算機(jī)里有一種編程思想，叫做”時(shí)間與空間“的關(guān)系。有的架構(gòu)方案是”用時(shí)間換空間“，有的架構(gòu)是“用空間換時(shí)間”，自學(xué)就屬于“用時(shí)間換空間”，自己悟一下是不是這樣！如果你把節(jié)省出來(lái)的時(shí)間用于工作掙錢(qián)，掙得錢(qián)其實(shí)遠(yuǎn)比你節(jié)省的學(xué)習(xí)費(fèi)用多！

還有的“大聰明”會(huì)說(shuō)，既然自學(xué)時(shí)敲代碼會(huì)出現(xiàn)一些很難搞定的問(wèn)題，那我不敲代碼，只看書(shū)看視頻就好了，哈哈，我好聰明??！如果你真這么干，我只能說(shuō)你是“大愚若智”了！要想成為一個(gè)程序員，不敲代碼，這就等于一個(gè)武者只看武功秘籍卻不練武，你是想做“王語(yǔ)嫣”嗎？【敲不出代碼】的程序員，沒(méi)有參加過(guò)【項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)】的程序員，對(duì)開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)有個(gè)卵用啊，這是典型的打嘴炮啊！

另外，IT行業(yè)是一個(gè)技術(shù)更新很快的行業(yè)，自學(xué)者最容易走入歧途的地方就在于大量的浪費(fèi)時(shí)間。明明五六個(gè)月就可以學(xué)完的內(nèi)容，你非得花一年時(shí)間去學(xué)習(xí)。等你把這個(gè)技術(shù)學(xué)完了，然后發(fā)現(xiàn)這個(gè)技術(shù)更新了，甚至有點(diǎn)落伍了......你這是學(xué)了個(gè)寂寞啊大兄弟！而且我們自學(xué)時(shí)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)時(shí)候都是一個(gè)人“閉門(mén)造車(chē)”，遇到了問(wèn)題沒(méi)有可以請(qǐng)教的朋友，有什么想法也不知道和誰(shuí)交流，所以就【沒(méi)了最基本的“人脈圈”】。

我們無(wú)論自學(xué)哪個(gè)技術(shù)都會(huì)存在各種各樣的問(wèn)題，以上只是小猿發(fā)現(xiàn)的一些常見(jiàn)問(wèn)題，最后小猿再給你總結(jié)一下自學(xué)者容易出現(xiàn)的狀況：

沒(méi)有清晰的學(xué)習(xí)路線；自律意識(shí)差；容易眼高手低；沒(méi)有避免和解決問(wèn)題的思路與方法；容易走彎路，浪費(fèi)時(shí)間；沒(méi)有項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，代碼敲的少；沒(méi)有可以交流的IT圈子；.......

當(dāng)然，如果以上問(wèn)題，對(duì)你來(lái)說(shuō)都不是問(wèn)題，那小猿就可以放心的跟你說(shuō)，“小伙，我看你是個(gè)做碼農(nóng)的奇才，你趕緊開(kāi)始自學(xué)高性能計(jì)算吧，請(qǐng)為中華之崛起而編程”！

3. 自學(xué)前的準(zhǔn)備

如果你現(xiàn)在已經(jīng)根據(jù)自己的實(shí)際情況，確定要自學(xué)了，那接下來(lái)就請(qǐng)進(jìn)入我們的第二個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)我們即將要自學(xué)的技術(shù)，你應(yīng)該有一個(gè)清晰的認(rèn)知，所以在開(kāi)始自學(xué)之前，請(qǐng)做好以下準(zhǔn)備：

想辦法搞一個(gè)最新的高性能計(jì)算學(xué)習(xí)路線圖，明確要學(xué)習(xí)的高性能計(jì)算技術(shù)路線和版本；認(rèn)真規(guī)劃自己每天的學(xué)習(xí)時(shí)間，嚴(yán)格執(zhí)行自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃；準(zhǔn)備必要的學(xué)習(xí)工具，比如電腦、開(kāi)發(fā)軟件、學(xué)習(xí)書(shū)籍、學(xué)習(xí)網(wǎng)站等；定期檢查考核自己的學(xué)習(xí)成果，根據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果修正以后的學(xué)習(xí)計(jì)劃；.......

對(duì)于很多初學(xué)者來(lái)說(shuō)，雖然已經(jīng)決定要自學(xué)高性能計(jì)算了，但其實(shí)你可能還不太清楚高性能計(jì)算到底是怎么回事，所以接下來(lái)請(qǐng)看小猿給你精心準(zhǔn)備的高性能計(jì)算介紹。

三. 關(guān)于高性能計(jì)算

既然我們現(xiàn)在決定要學(xué)習(xí)一門(mén)技術(shù)，就必須先對(duì)這門(mén)技術(shù)有所了解，不能啥都不知道就去學(xué)它吧？不能因?yàn)閯e人說(shuō)這個(gè)好你就去學(xué)它吧？這個(gè)技術(shù)都包含了什么內(nèi)容？學(xué)了這個(gè)技術(shù)能干嗎？有什么好處？這個(gè)技術(shù)有哪些要求......

接下來(lái)小猿會(huì)在本章節(jié)中，把這些疑惑替你一一掃清！

高性能計(jì)算（High Performance Computing，HPC）作為一項(xiàng)重要的計(jì)算技術(shù)，具有悠久的歷史和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。它通過(guò)利用并行計(jì)算和專(zhuān)用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)快速、大規(guī)模和高效的計(jì)算任務(wù)，為科學(xué)研究、工程仿真和數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力。

一、高性能計(jì)算的歷史

高性能計(jì)算的發(fā)展可以追溯到上世紀(jì)40年代的早期計(jì)算機(jī)時(shí)代。當(dāng)時(shí)，科學(xué)家和工程師們意識(shí)到利用計(jì)算機(jī)來(lái)解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題和模擬現(xiàn)實(shí)世界是一項(xiàng)具有巨大潛力的任務(wù)。隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的不斷進(jìn)步和計(jì)算能力的增強(qiáng)，高性能計(jì)算迅速發(fā)展起來(lái)。

二、高性能計(jì)算的優(yōu)勢(shì)

高性能計(jì)算具有以下幾個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)：

大規(guī)模計(jì)算能力：高性能計(jì)算系統(tǒng)通過(guò)并行計(jì)算和分布式計(jì)算模型，可以利用數(shù)千甚至數(shù)百萬(wàn)個(gè)處理單元同時(shí)進(jìn)行計(jì)算，從而顯著提高計(jì)算速度和處理能力。

復(fù)雜問(wèn)題求解：高性能計(jì)算系統(tǒng)能夠處理復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算、仿真模擬和數(shù)據(jù)分析等任務(wù)，包括氣候模擬、天體物理學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)模擬等領(lǐng)域。

大規(guī)模數(shù)據(jù)處理：隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，高性能計(jì)算可以處理海量數(shù)據(jù)，快速提取有價(jià)值的信息和洞察。

加速創(chuàng)新：高性能計(jì)算為科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的工具，加速了創(chuàng)新的過(guò)程，推動(dòng)了各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。

三、高性能計(jì)算的應(yīng)用場(chǎng)景

高性能計(jì)算廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，包括但不限于以下幾個(gè)方面：

科學(xué)研究：高性能計(jì)算在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地球科學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用，幫助科學(xué)家們模擬和解析復(fù)雜的現(xiàn)象和過(guò)程。

工程仿真：高性能計(jì)算在工程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品優(yōu)化和流體力學(xué)等領(lǐng)域的仿真模擬中起到關(guān)鍵作用，幫助工程師們?cè)u(píng)估和改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。

金融和風(fēng)險(xiǎn)分析：高性能計(jì)算可用于金融行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)建模、投資組合優(yōu)化和市場(chǎng)預(yù)測(cè)等任務(wù)，提供高效的計(jì)算能力和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析，支持決策制定和風(fēng)險(xiǎn)管理。

醫(yī)學(xué)和生物科學(xué)：高性能計(jì)算在基因組學(xué)、蛋白質(zhì)折疊、藥物研發(fā)和生物信息學(xué)等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，加速了疾病診斷、新藥研發(fā)和醫(yī)療創(chuàng)新。

天文學(xué)和宇宙學(xué)：高性能計(jì)算可用于天體物理學(xué)和宇宙學(xué)領(lǐng)域的模擬和數(shù)據(jù)處理，幫助科學(xué)家們研究宇宙的起源、星系形成和黑洞等復(fù)雜現(xiàn)象。

四、高性能計(jì)算的常見(jiàn)名詞

在高性能計(jì)算領(lǐng)域，有一些常見(jiàn)的名詞需要了解：

超級(jí)計(jì)算機(jī)：指具有極高計(jì)算能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通常由多個(gè)處理器、大量?jī)?nèi)存和高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用于處理復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算任務(wù)。

并行計(jì)算：指將一個(gè)計(jì)算任務(wù)分解成多個(gè)子任務(wù)，并通過(guò)多個(gè)處理單元同時(shí)執(zhí)行，以提高計(jì)算效率和速度。

分布式計(jì)算：將計(jì)算任務(wù)分發(fā)到多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行并行處理，節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸，形成一個(gè)分布式計(jì)算系統(tǒng)。

并行編程模型：一種用于編寫(xiě)并行計(jì)算程序的編程模型，如OpenMP、CUDA和MPI等，提供了并行計(jì)算任務(wù)的分解、調(diào)度和同步機(jī)制。

高性能文件系統(tǒng)：專(zhuān)門(mén)用于高性能計(jì)算的文件系統(tǒng)，具有高速數(shù)據(jù)讀寫(xiě)和可擴(kuò)展性，常用的有Lustre和GPFS等。

集群管理：用于管理和調(diào)度高性能計(jì)算集群資源的軟件工具，如Slurm和PBS等，用于分配計(jì)算節(jié)點(diǎn)、任務(wù)調(diào)度和資源管理。

高性能計(jì)算作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，正在不斷推動(dòng)科學(xué)、工程和創(chuàng)新的進(jìn)步。通過(guò)深入理解高性能計(jì)算的歷史、優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用場(chǎng)景和常見(jiàn)名詞，可以更好地把握這一領(lǐng)域的核心概念和發(fā)展動(dòng)態(tài)，為未來(lái)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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