![高性能科学与工程计算](https://cover.qianqiantushu.cc/80/s6f5c6b7.jpg)
![高性能科学与工程计算](https://cover.qianqiantushu.cc/80/s6f5c6b7.jpg)
高性能科学与工程计算PDF电子书下载
- 电子书积分:10 积分如何计算积分?
- 作 者:(德)海格,(德)韦雷因著
- 出 版 社:北京:机械工业出版社
- 出版年份:2014
- ISBN:9787111466529
- 页数:239 页
第1章 当代处理器 1
1.1 存储程序的计算机体系结构 1
1.2 基于高速缓存的通用微处理器体系结构 2
1.2.1 性能指标和基准测试 2
1.2.2 晶体管:摩尔定律 5
1.2.3 流水线 6
1.2.4 超标量 10
1.2.5 SIMD 10
1.3 存储层次 11
1.3.1 高速缓存 11
1.3.2 高速缓存映射 13
1.3.3 预取 15
1.4 多核处理器 17
1.5 多线程处理器 19
1.6 向量处理器 20
1.6.1 设计原理 21
1.6.2 最高性能估计 22
1.6.3 程序设计 23
习题 25
第2章 串行代码基本优化技术 26
2.1 标量剖析 26
2.1.1 基于函数和代码行的程序剖析 26
2.1.2 硬件性能计数器 29
2.1.3 手工代码插入 32
2.2 优化常识 32
2.2.1 少做工作 32
2.2.2 避免耗时运算 32
2.2.3 缩减工作集 33
2.3 小方法,大改进 33
2.3.1 消除常用子表达式 33
2.3.2 避免分支 34
2.3.3 使用SIMD指令集 34
2.4 编译器作用 36
2.4.1 通用优化选项 37
2.4.2 内联 37
2.4.3 别名 37
2.4.4 计算准确性 38
2.4.5 寄存器优化 39
2.4.6 利用编译日志 39
2.5 C++优化 40
2.5.1 临时变量 40
2.5.2 动态内存管理 42
2.5.3 循环与迭代器 43
习题 43
第3章 数据访存优化 45
3.1 平衡分析与lightspeed评估 45
3.1.1 基于带宽的性能建模 45
3.1.2 STREAM基准测试 47
3.2 存储顺序 49
3.3 案例分析:Jacobi算法 50
3.4 案例分析:稠密矩阵转置 53
3.5 算法分类和访存优化 56
3.5.1 O(N)/O(N) 56
3.5.2 O(N2)/O(N2) 57
3.5.3 O(N3)/O(N2) 60
3.6 案例分析:稀疏矩阵向量乘 61
3.6.1 稀疏矩阵的存储机制 62
3.6.2 JDS sMVM优化 64
习题 66
第4章 并行计算机 68
4.1 并行计算模式分类 69
4.2 共享存储计算机 69
4.2.1 cache一致性 69
4.2.2 UMA 71
4.2.3 ccNUMA 71
4.3 分布式存储计算机 73
4.4 混合型系统 74
4.5 网络 75
4.5.1 网络的基本性能特征 75
4.5.2 总线 78
4.5.3 交换网络和胖树网络 79
4.5.4 Mesh网络 81
4.5.5 混合网络 82
习题 82
第5章 并行性基础 83
5.1 为什么并行化 83
5.2 并行性 83
5.2.1 数据并行性 84
5.2.2 功能并行性 86
5.3 并行扩展性 87
5.3.1 限制并行执行的因素 87
5.3.2 可扩展性指标 88
5.3.3 简单可扩展性定律 89
5.3.4 并行效率 90
5.3.5 串行性能与强可扩展性 91
5.3.6 改进的性能模型 92
5.3.7 选择正确的扩展性基准 94
5.3.8 案例分析:低速处理器计算机能否变得更快 95
5.3.9 负载不均衡 98
习题 101
第6章 使用OpenMP进行共享存储并行编程 103
6.1 OpenMP简介 103
6.1.1 并行执行 103
6.1.2 数据作用域 105
6.1.3 循环的OpenMP工作共享 106
6.1.4 同步 107
6.1.5 归约 108
6.1.6 循环调度 109
6.1.7 任务 110
6.1.8 其他方面 111
6.2 案例分析:OpenMP并行实现Jacobi算法 112
6.3 高级OpenMP:波前并行化 114
习题 116
第7章 高效OpenMP编程 119
7.1 OpenMP程序性能分析 119
7.2 性能缺陷 120
7.2.1 减轻Open MP共享区开销 121
7.2.2 决定短循环的OpenMP开销 126
7.2.3 串行化 128
7.2.4 伪共享 129
7.3 案例分析:并行稀疏矩阵向量乘 130
习题 133
第8章 ccNUMA体系结构的局部性优化 134
8.1 ccNUMA的局部访问 134
8.1.1 首次访问方式分配页面 135
8.1.2 通过其他方式的局部性访问 137
8.2 案例分析:稀疏MVM的ccNUMA优化 138
8.3 页面布局缺陷 139
8.3.1 非NUMA友好的OpenMP调度 139
8.3.2 文件系统高速缓存 140
8.4 C++中的ccNUMA问题 142
8.4.1 对象数组 142
8.4.2 标准模板库 144
习题 146
第9章 使用MPI进行分布式存储并行内存编程 147
9.1 消息传递 147
9.2 MPI简介 148
9.2.1 一个简单例子 148
9.2.2 消息和点对点通信 150
9.2.3 集合通信 154
9.2.4 非阻塞点对点通信 157
9.2.5 虚拟拓扑 160
9.3 实例:Jacobi解法器的MPI并行 162
9.3.1 MPI实现 162
9.3.2 性能特征 167
习题 170
第10章 高效MPI编程 171
10.1 MPI性能工具 171
10.2 通信参数 174
10.3 同步、串行化和竞争 174
10.3.1 隐式串行化和同步 174
10.3.2 竞争 176
10.4 降低通信开销 177
10.4.1 最优化区域分解 177
10.4.2 聚合消息 180
10.4.3 非阻塞与异步通信 181
10.4.4 集合通信 183
10.5 理解节点内点对点通信 184
习题 189
第11章 MPI与OpenMP混合编程 190
11.1 基本MPI/OpenMP混合编程模型 190
11.1.1 向量模式实现 191
11.1.2 任务模式实现 191
11.1.3 案例分析:混合Jacobi解法器 192
11.2 MPI线程交互分类 193
11.3 混合分解及映射 195
11.3.1 每个节点一个MPI进程 195
11.3.2 每个插槽一个MPI进程 196
11.3.3 每个插槽多个MPI进程 196
11.4 混合编程的优势和劣势 197
11.4.1 改善的收敛速度 197
11.4.2 共享高速缓存中的数据重用 197
11.4.3 利用额外级别的并行性 198
11.4.4 重叠MPI通信和计算 198
11.4.5 减少MPI开销 198
11.4.6 多级别开销 198
11.4.7 向量模式下批量同步通信 198
附录A 多核环境中的拓扑和亲缘性 199
A.1 拓扑 200
A.2 线程和进程分布 201
A.2.1 外部亲缘性工具 201
A.2.2 程序控制亲缘性 203
A.3 非页面首次访问分配策略 204
附录B 习题解答 206
参考文献 221
索引 232
- 《市政工程基础》杨岚编著 2009
- 《计算机网络与通信基础》谢雨飞,田启川编著 2019
- 《大学计算机实验指导及习题解答》曹成志,宋长龙 2019
- 《联吡啶基钌光敏染料的结构与性能的理论研究》李明霞 2019
- 《工程静力学》王科盛主编 2019
- 《中央财政支持提升专业服务产业发展能力项目水利工程专业课程建设成果 设施农业工程技术》赵英编 2018
- 《《走近科学》精选丛书 中国UFO悬案调查》郭之文 2019
- 《化学反应工程》许志美主编 2019
- 《计算机辅助平面设计》吴轶博主编 2019
- 《计算机组成原理解题参考 第7版》张基温 2017
- 《中风偏瘫 脑萎缩 痴呆 最新治疗原则与方法》孙作东著 2004
- 《水面舰艇编队作战运筹分析》谭安胜著 2009
- 《王蒙文集 新版 35 评点《红楼梦》 上》王蒙著 2020
- 《TED说话的力量 世界优秀演讲者的口才秘诀》(坦桑)阿卡什·P.卡里亚著 2019
- 《燕堂夜话》蒋忠和著 2019
- 《经久》静水边著 2019
- 《魔法销售台词》(美)埃尔默·惠勒著 2019
- 《微表情密码》(波)卡西亚·韦佐夫斯基,(波)帕特里克·韦佐夫斯基著 2019
- 《看书琐记与作文秘诀》鲁迅著 2019
- 《酒国》莫言著 2019
- 《指向核心素养 北京十一学校名师教学设计 英语 七年级 上 配人教版》周志英总主编 2019
- 《北京生态环境保护》《北京环境保护丛书》编委会编著 2018
- 《高等教育双机械基础课程系列教材 高等学校教材 机械设计课程设计手册 第5版》吴宗泽,罗圣国,高志,李威 2018
- 《指向核心素养 北京十一学校名师教学设计 英语 九年级 上 配人教版》周志英总主编 2019
- 《高等院校旅游专业系列教材 旅游企业岗位培训系列教材 新编北京导游英语》杨昆,鄢莉,谭明华 2019
- 《中国十大出版家》王震,贺越明著 1991
- 《近代民营出版机构的英语函授教育 以“商务、中华、开明”函授学校为个案 1915年-1946年版》丁伟 2017
- 《新工业时代 世界级工业家张毓强和他的“新石头记”》秦朔 2019
- 《智能制造高技能人才培养规划丛书 ABB工业机器人虚拟仿真教程》(中国)工控帮教研组 2019
- 《AutoCAD机械设计实例精解 2019中文版》北京兆迪科技有限公司编著 2019