本书全面讲述了从事并行技术研究及并行程序设计开发所需要的基本知识,包括并行系统的构建、并行程序的设计、并行系统的性能测试、机群监控系统的设计及并行算法设计。本书面向实际应用、贴近实战,使读者能够亲身感受并行计算技术的魅力。
本书可以作为从事并行技术研究、设计和开发的教师、研究人员和开发人员的重要参考书,也可以作为高等院校计算机及相关专业的高年级本科生及研究生的并行技术课程的教材。

第1章 引言
随着科学技术的发展与信息时代的到来,人们需要处理的数据量与日俱增,需要解决的问题也越来越复杂。人类对计算能力的需求远远快于摩尔定律所能提供的芯片发展速度,通过提高单个处理器的运算速度和采用传统的串行计算技术已难以胜任。因此,迫切需要功能更强大的计算机系统和计算技术来解决问题,并行计算机及并行计算技术应运而生,为我们提供了一种实现高速计算的方法。
本章将介绍并行计算的概念、发展、应用和未来所面临的技术挑战。
1.1 并行计算的概念
计算机处理技术从数据和信息处理、知识处理发展到今天的智能处理,每前进一步,都要求增强计算机的处理能力。计算机的发展史也表明,为了达到**而快速计算的目的,除了提高计算机系统的CPU等元器件的速度外,计算机的体系结构也必须不断改进,特别是当元器件的速度达到极限时,设计新的计算机系统结构就成为问题的焦点,量子计算、生物计算和并行计算成为人们解决高速计算新的方案,但只有并行计算技术才是目前*为现实的大幅提高计算速度的方法。另一方面,随着科学技术的发展,许多科研工作者越来越清楚地认识到“计算”已经成为与理论分析和实验并列的第三种科学研究手段,许多科研工作已无法离开高性能计算机的支持,并行处理与并行计算技术是实现高性能计算的有效途径。
在详细讨论并行计算之前,我们先来了解几个重要概念。
·并行处理技术是指在同一时间间隔内增加操作数量的技术。我们可以形象地把并行技术看作由多个计算机共同完成同一个任务,从而提高完成任务的效率,缩短完成任务的时间。
·并行计算机(简称并行机)是为进行并行处理所设计的计算机系统。
·并行计算(Parallel Computing)是相对于串行计算来说的,简单地说,就是在并行计算机上求解问题。现代大多数高性能计算机和**计算机都离不开并行技术。本书的主要内容就是研究如何在并行机上完成指定的任务,求解指定的问题。
并行算法可以分为数值并行算法和非数值并行算法。数值并行算法是研究基于代数关系运算的数值计算问题的并行算法,主要包括矩阵运算、方程组的求解和数字信号处理等;非数值并行算法是研究基于比较关系运算的符号处理问题的并行算法,主要包括图论问题、数据库操作和组合优化等问题。
……

前言
基础篇
第1章 引言
1.1 并行计算的概念
1.2 并行计算的发展历程
1.3 并行计算的应用
1.4 并行计算面临的技术挑战
1.5 人类对高速计算的探索
第2章 并行计算机体系结构
2.1 并行计算机体系结构模型
2.2 Beowulf机群
2.3 并行机群网络互联拓扑结构实例
第3章 PC机群的搭建
3.1 安装和配置基本Linux系统
3.2 安装NFS文件系统
3.3 配置用户环境文件
3.4 配置ssh公钥认证
3.5 安装和配置MPICH
3,6 并行环境配置中的疑难解析
3.7 SHELL技巧在并行环境中的运用
3.8 采用VMware在单台PC机上建立并行环境
第4章 并行程序开发——MPI编程
4.1 MPI简介
4.1.1 MPI的定义和特点
4.1.2 MPI的发展过程
4.1.3 MPI的语言绑定
4.1.4 目前主要的MPI实现
4.1.5 Linux的程序编辑器vi
4.2 MPI并行编程知识
4.2.1 MPI程序的基本结构
4.2.2 MPI常用函数
4.2.3 MPI的错误码
4.2.4 MPI程序的一些惯例
4.3 MPI消息
4.3.1 MPI消息的概念
4.3.2 一个简单的MPI消息传递例子
4.4 MPI程序示例
4.4.1 获取数据传输时间_
4.4.2 计算兀值的MPI程序
4.4.3 MPI的错误退出方式
4.4.4 数据的循环传送
4.4.5 非阻塞通信程序
4.4.6 矩阵相乘的并行算法
4.5 MPI中的组通信
4.5.1 组通信概述
4.5.2 广播
4.5.3 收集
4.5.4 散发
4.6 MPI综合编程实例——快速排序算法的并行化
4.6.1 串行程序的并行化方法
4.6.2 快速排序算法原理
4.6.3 快速排序法的并行化及MPI程序
第5章 并行机群的性能测试
5.1 机器级性能评测
5.1.1 CPU
5.1.2 存储器
5.1.3 通信开销
5.1.4 机群的规模可扩展性
5.2 算法级性能评测
5.2.1 机群加速比
5.2.2 机群效率
5.3 基准程序级性能评测
5.3.1 基准测试程序的分类
5.3.2 Linpack基准测试程序
5.3.3 其他基准测试程序
第6章 机群监控
6.1 机群监控介绍
6.1.1 本地化机群监控
……
应用篇
第7章 并行数据挖掘
第8章 并行遗传算法
第9章 并行迭代算法
第10章 并行计算前沿
附录 PROC重要目录及文件细解
参考文献

本书特点:
面向实际应用、贴近实战,使读者能够亲身感受并行计算技术的魅力,书中的许多内容来源于作者的科研和工作成果。
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