中国地质大学（武汉）“十一五”规划教材 并行计算实践教程2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

中国地质大学（武汉）“十一五”规划教材 并行计算实践教程PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 引论1

1.1 并行机制的原动力1

1.1.1 计算能力——从晶体管到FLOPS1

1.1.2 内存／磁盘速度2

1.1.3 数据通信2

1.2 并行计算的应用3

1.2.1 工程和设计中的应用3

1.2.2 科学应用3

1.2.3 商业应用4

1.2.4 计算机系统中的应用4

1.3 并行机的分类4

1.4 本书的结构5

第2章 基于MPI的并行程序设计6

2.1 基于MPI的“Hello World”6

2.1.1 编译和运行MPI程序8

2.1.2 为“Hello World”增加通信8

2.2 管理者／工人示例12

2.3 基于一维分解的二维雅可比（Jacobi）例子15

2.4 聚合操作19

2.5 并行Monte Carlo计算21

2.6 没有MPI的MPI编程23

2.6.1 Poisson求解器23

2.6.2 非线性偏微分方程的求解25

第3章 MPI编程的高级论题27

3.1 MPI中的动态进程管理27

3.1.1 内部通信机27

3.1.2 繁殖新的MPI进程27

3.1.3 再论矩阵-向量相乘28

3.1.4 更多动态进程管理29

3.2 容错30

3.3 再论网格交换31

3.3.1 阻塞和非阻塞通信31

3.3.2 MPI中非邻近数据的通信33

3.4 引入通信机的动机36

3.5 聚合操作的进一步讨论38

3.6 并行I/O40

3.6.1 一个简单的例子40

3.6.2 一个更复杂的例子41

3.7 远程内存访问43

3.8 使用C＋＋和Fortran 9045

3.9 MPI性能测试46

3.9.1 mpptest46

3.9.2 SKaMPI46

3.9.3 高性能LINPACK47

3.10 MPI-2现状48

第4章 基于OpenMP的共享内存并行计算49

4.1 OpenMP概论49

4.2 简单的OpenMP程序例子49

4.3 OpenMP程序设计51

4.3.1 OpenMP的基本运行模型51

4.3.2 OpenMP的编译指示语句51

4.3.3 OpenMP的库函数54

4.3.4 OpenMP并行数据共享机制55

4.3.5 OpenMP任务调度和负载均衡子句57

4.4 设计正确高效OpenMP程序的基本方法57

4.5 OpenMP用于实现矩阵相乘58

第5章 基于SIMD模型的图形硬件编程61

5.1 统一设备计算模型简介61

5.1.1 CPU与GPU的不同之处61

5.1.2 编程模型61

5.1.3 内存模型63

5.1.4 硬件实现与执行模式64

5.1.5 应用程序接口66

5.2 一个简单的基于CUDA结构的矩阵乘法程序67

5.2.1 问题描述67

5.2.2 基于CPU的计算方法67

5.2.3 基于GPU的简单算法68

5.3 基于CUDA结构的矩阵乘法程序的性能提升71

5.3.1 计算性能分析71

5.3.2 分块矩阵相乘算法71

第6章 并行算法设计原理73

6.1 预备知识73

6.1.1 分解、任务和依赖图73

6.1.2 粒度、并发和任务交互75

6.1.3 进程和映射78

6.1.4 进程和处理器79

6.2 分解方法80

6.2.1 递归分解80

6.2.2 数据分解82

6.2.3 探索性分解87

6.2.4 猜测性分解89

6.2.5 混合分解90

6.3 任务和交互的特性91

6.3.1 任务的特性91

6.3.2 任务间交互的特性92

6.4 负载平衡的映射技术94

6.4.1 静态映射方法95

6.4.2 动态映射方案105

6.5 包容交互负荷的方法107

6.5.1 最大化数据局部性107

6.5.2 最小化争夺和热点108

6.5.3 重叠计算和交互109

6.5.4 复制数据或计算109

6.5.5 使用优化聚合交互运算110

6.5.6 与其他交互重叠交互110

6.6 并行算法模型110

6.6.1 数据-并行模型111

6.6.2 任务图模型111

6.6.3 工作池模型112

6.6.4 主从模型112

6.6.5 流水线或生产者—消费者模型113

6.6.6 混合模型113

第7章 Matlab的并行化114

7.1 MatlabMPI/pMatlab介绍114

7.1.1 MatlabMPI简介115

7.1.2 全局向量语义115

7.1.3 pMatlab介绍116

7.2 Matlab的并行工具117

7.3 Matlab已有工具的并行版本117

7.4 Matlab代码的并行化118

7.4.1 基于Matlab的任务并行119

7.4.2 基于Matlab的数据并行121

7.4.3 基于Matlab环境实现类似MPI的并行开发122

第8章 网格计算和云计算123

8.1 网格技术概述123

8.1.1 网格计算简介123

8.1.2 网格体系结构123

8.1.3 网格计算关键技术126

8.2 网格计算编程环境127

8.2.1 网格计算平台介绍127

8.2.2 Globus环境配置129

8.3 云计算技术概述133

8.3.1 云计算简介133

8.3.2 云计算体系结构134

8.3.3 云计算关键技术136

8.4 云计算编程环境137

8.4.1 Hadoop框架的工作机制137

8.4.2 MapReduce分布式并行计算编程模型138

附录142

主要参考资料149