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本書內(nèi)容全面且易學(xué)易懂，不僅涵蓋高性能計(jì)算的基礎(chǔ)概念和知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)重視核心技能的培養(yǎng)。通過閱讀本書：研究者將學(xué)習(xí)如何將不錯(cuò)計(jì)算機(jī)作為尋求新知識(shí)的重要工具；新手工程師將體驗(yàn)不錯(cuò)計(jì)算機(jī)如何運(yùn)用高性能計(jì)算系統(tǒng)和方法來(lái)設(shè)計(jì)和模擬創(chuàng)新產(chǎn)品；學(xué)生將會(huì)了解未來(lái)高性能計(jì)算研究和開發(fā)的可能方向，為職業(yè)生涯做好準(zhǔn)備；商用集群的維護(hù)和管理者將在掌握高性能計(jì)算系統(tǒng)的功能的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)如何更好地使用它們。

譯者序序言前言致謝章??緒論 11.1??高性能計(jì)算學(xué)科 21.1.1??定義 31.1.2??應(yīng)用程序 31.1.3??性能和指標(biāo) 31.1.4??高性能計(jì)算系統(tǒng) 41.1.5??超算問題 61.1.6??應(yīng)用編程 71.2??超算對(duì)科學(xué)、社會(huì)和安全的影響 81.2.1??促進(jìn)欺詐檢測(cè)和市場(chǎng)數(shù)據(jù)分析 81.2.2??發(fā)現(xiàn)、管理和分配石油和天然氣 81.2.3??加快制造業(yè)的創(chuàng)新 91.2.4??個(gè)性化醫(yī)藥和藥物發(fā)現(xiàn) 91.2.5??預(yù)測(cè)自然災(zāi)害和了解氣候變化 101.3??超級(jí)計(jì)算機(jī)剖析 111.4??計(jì)算機(jī)性能 131.4.1??性能 131.4.2??峰值性能 131.4.3??持續(xù)性能 141.4.4??可擴(kuò)展性 151.4.5??性能退化 151.4.6??性能提升 171.5??超級(jí)計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)史 171.5.1??個(gè)階段—利用機(jī)械技術(shù)的自動(dòng)計(jì)算機(jī) 181.5.2??第二個(gè)階段—真空管時(shí)代的馮·諾依曼架構(gòu) 191.5.3??第三個(gè)階段—指令級(jí)并行 231.5.4??第四個(gè)階段—向量處理和積分 241.5.5??第五個(gè)階段—單指令多數(shù)據(jù)陣列 271.5.6??第六個(gè)階段—順序處理器的通信和超大規(guī)模集成電路 271.5.7??第七個(gè)階段—多核和千萬(wàn)億次 301.5.8??新數(shù)字時(shí)代和超越摩爾定律 301.6??作為學(xué)生的指南和工具 311.7??本章小結(jié)及成果 321.8??練習(xí) 33參考文獻(xiàn) 34第2章??HPC架構(gòu)：系統(tǒng)和技術(shù) 352.1??引言 352.2??HPC架構(gòu)的關(guān)鍵特性 362.2.1??速度 362.2.2??并行性 362.2.3??效率 372.2.4??功率 372.2.5??可靠性 382.2.6??可編程性 382.3??并行架構(gòu)家族—弗林分類法 392.4??支持技術(shù) 412.4.1??技術(shù)階段 412.4.2??技術(shù)的角色 442.4.3??數(shù)字邏輯 452.4.4??存儲(chǔ)技術(shù) 472.5??馮·諾依曼順序處理器 502.6??向量和流水線 522.6.1??流水線并行 532.6.2??向量處理 552.7??單指令多數(shù)據(jù)陣列 562.7.1??單指令多數(shù)據(jù)架構(gòu) 562.7.2??阿姆達(dá)定律 572.8??多處理器 592.8.1??共享內(nèi)存多處理器 602.8.2??大規(guī)模并行處理器 622.8.3??商品集群系統(tǒng) 622.9??異構(gòu)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu) 632.10??本章小結(jié)及成果 642.11??練習(xí) 65參考文獻(xiàn) 67第3章??商品集群 683.1??引言 683.1.1??商品集群的定義 683.1.2??集群的動(dòng)機(jī)和理由 693.1.3??集群元素 703.1.4??對(duì)500強(qiáng)名單的影響 703.1.5??簡(jiǎn)史 713.1.6??章節(jié)指南 733.2??Beowulf集群項(xiàng)目 743.3??硬件架構(gòu) 763.3.1??節(jié)點(diǎn) 763.3.2??系統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò) 773.3.3??輔助存儲(chǔ) 783.3.4??商業(yè)系統(tǒng)摘要 783.4??編程接口 783.4.1??高性能計(jì)算程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 783.4.2??并行編程模式 803.5??軟件環(huán)境 803.5.1??操作系統(tǒng) 803.5.2??資源管理 823.5.3??調(diào)試器 833.5.4??性能分析 843.5.5??可視化 853.6??基本使用方法 863.6.1??登錄 863.6.2??用戶空間和目錄系統(tǒng) 873.6.3??包的配置和構(gòu)建 923.6.4??編譯器和編譯 933.6.5??運(yùn)行應(yīng)用程序 943.7??本章小結(jié)及成果 943.8??練習(xí) 95參考文獻(xiàn) 95第4章??基準(zhǔn)測(cè)試程序 974.1??引言 974.2??HPC基準(zhǔn)測(cè)試程序的關(guān)鍵屬性 1004.3??標(biāo)準(zhǔn)的HPC社區(qū)的基準(zhǔn)測(cè)試程序 1014.4??高度并行計(jì)算的Linpack 1024.5??HPC挑戰(zhàn)基準(zhǔn)測(cè)試套件 1044.6??高性能共軛梯度 1064.7??NAS并行基準(zhǔn)測(cè)試程序 1104.8??Graph500 1114.9??小型應(yīng)用作為基準(zhǔn)測(cè)試程序 1154.10??本章小結(jié)及成果 1164.11??練習(xí) 117參考文獻(xiàn) 118第5章??資源管理的基礎(chǔ) 1195.1??資源管理 1195.2??SLURM的基礎(chǔ) 1235.2.1??架構(gòu)概述 1235.2.2??工作負(fù)載的組織 1245.2.3??SLURM調(diào)度 1255.2.4??SLURM命令概要 1275.2.5??SLURM作業(yè)腳本 1415.2.6??SLURM速查表 1465.3??便攜式批量系統(tǒng)基礎(chǔ) 1475.3.1??PBS概述 1475.3.2??PBS架構(gòu) 1485.3.3??PBS命令概要 1485.3.4??PBS作業(yè)腳本 1585.3.5??PBS速查表 1605.4??本章小結(jié)及成果 1615.5??練習(xí) 162參考文獻(xiàn) 163第6章??對(duì)稱多處理器架構(gòu) 1646.1??引言 1646.2??架構(gòu)概覽 1656.3??阿姆達(dá)定律 1686.4??處理器核心的架構(gòu) 1716.4.1??執(zhí)行流水線 1726.4.2??指令級(jí)并行 1736.4.3??分支預(yù)測(cè) 1736.4.4??直通 1746.4.5??保留站 1746.4.6??多線程 1746.5??存儲(chǔ)層次 1756.5.1??數(shù)據(jù)重用和局部性 1756.5.2??存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu) 1766.5.3??存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能 1786.6??PCI總線 1806.7??外部I/O接口 1846.7.1??網(wǎng)絡(luò)接口控制器 1846.7.2??串行不錯(cuò)技術(shù)附件 1856.7.3??JTAG 1876.7.4??通用串行總線 1896.8??本章小結(jié)及成果 1906.9??練習(xí) 191參考文獻(xiàn) 192第7章??OpenMP的基礎(chǔ) 1947.1??引言 1947.2??OpenMP編程模型概覽 1957.2.1??線程并行 1957.2.2??線程變量 1977.2.3??運(yùn)行時(shí)庫(kù)與環(huán)境變量 1977.3??并行線程和循環(huán) 1997.3.1??并行線程 1997.3.2??私有 2007.3.3??并行“for”語(yǔ)句 2007.3.4??塊 2067.4??同步 2087.4.1??臨界同步指令 2087.4.2??master指令 2097.4.3??barr