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包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030402813
编辑推荐
计算机系统,系统设计
内容简介
高效能计算机是解决大规模复杂计算任务的重要科研工具。《高效能计算机系统设计与应用》系统地介绍高效能计算机系统的设计原理与应用案例。《高效能计算机系统设计与应用》共9章。第1、2章分别介绍高效能计算机的基本概念和发展现状：第3章阐述高效能计算系统构建的一般原则：第4，5章结合实例详细论述十万亿次级别和百万亿次级别高效能计算系统的设计方法：第6章介绍高效能计算应用运行环境的构建与配置;第7章介绍高效能计算系统并行应用软件的开发策略、方法和优化等：第8章介绍高效能计算的综合评测体系：第9章展望高效能计算机的发展未来，分析了百亿亿次级别高效能计算机的实现前景。
目 录
目 录
第1章 高效能计算机的系统架构 1
1.1 高效能计算机发展与系统分类 1
1.1.1 HPC的定义 1
1.1.2 HPC的诞生 1
1.1.3 HPC发展与应用 2
1.1.4 HPC架构分类 6
1.1 HPC发展遭遇的瓶颈 8
1.2 异构并行技术的兴起 9
1.3 新型众核芯片的发展 13
第2章 千万亿次计算时代的高效能计算机 16
2.1 国际上领先的千万亿次高效能计算机 16
2.2 中国走入千万亿次时代 18
2.2.1 天河1号与天问2号 19
2.2.2 神威蓝光 22
第3章 高效能计算系统构建的一般规则 24
3.1 高效能集群计算系统的组成 25
3.2 构建性能均衡的高效能计算系统 28
3.3 高效能计算系统的管理 29
3.3.1 监控管理 30
3.3.2 作业调度 31
第4章 十万亿次级别高效能计算系统设计 33
4.1 构建十万亿次的高效能计算系统 33
4.1.1 以同构方式构建十万亿次集群 35
4.1.2 以异构方式构建十万亿次集群 37
4.2 构建二十万亿次的高效能计算系统 37
第5章 百万亿次级别高效能计算系统设计 41
5.1 集群架构设计 41
5.1.1 方案概述 41
5.1.2 集群总体描述 42
5.1.3 系统拓扑图 42
5.1.4 计算节点 43
5.1.5 管理/登录/调度节点 44
5.1.6 GPU节点 44
5.1.7 并行文件存储系统 44
5.1.8 计算网络 45
5.1.9 管理网络 45
5.1.10 IPMI专用网络 46
5.2 机房建设与改造 47
5.2.1 机房设计总体原则 47
5.2.2 机房总体设计依据 48
5.2.3 机房环境要求 49
5.2.4 机房改造整体规划 49
5.3 绿色低功耗设计 51
5.4 全方位实时监控 52
5.4.1 监控说明 52
5.4.2 监控系统结构描述 53
5.4.3 监控子系统的实现和功能 54
5.4.4 监控系统功能描述 57
第6章 高效能计算机应用环境的构建 58
6.1 CPU并行系统应用环境构建 58
6.1.1 硬件环境构建 58
6.1.2 软件环境构建 59
6.1.3 开发环境构建 60
6.2 异构并行系统应用环境构建 62
6.2.1 硬件环境构建 63
6.2.2 软件环境构建 64
6.2.3 开发环境构建 66
第7章 高效能并行应用软件开发 70
7.1 CPU并行系统的应用开发 70
7.1.1 CPU并行系统的应用计算模式 70
7.1.2 CPU并行系统的应用软件开发 71
7.2 异构并行系统的应用开发 77
7.2.1 异构并行应用软件概述 77
7.2.2 CPU+GPU异构并行应用软件开发 78
7.2.3 CPU+MIC异构并行应用软件开发 96
第8章 高效能计算综合评测体系 113
8.1 高效能计算应用的发展现状 113
8.1.1 高效能计算技术对应用的影响 113
8.1.2 高效能计算应用的现状和挑战 114
8.2 传统高效能计算系统评测 115
8.3 浪潮高效能计算应用评测 118
8.3.1 高效能计算应用评测方法 118
8.3.2 高效能计算理论原理性能预测 122
8.4 浪潮高效能计算应用需求的划分 124
8.5 高效能计算应用特征剖析示例 126
8.5.1 计算密集型应用 126
8.5.2 内存约束型应用 132
8.5.3 存储密集型应用 140
8.5.4 网络密集型应用 147
8.6 高效能计算学科方向研究进展和展望 152
8.6.1 材料科学与量子化学 152
8.6.2 生命科学与分子动力学 154
8.6.3 大气科学 155
8.6.4 石油地质勘探 156
8.6.5 计算流体力学与CAE仿真 158
第9章 百亿亿次超级计算机展望 160
9.l 百亿亿次超级计算机面临的挑战 161
9.1.1 百亿亿次对系统的影响 161
9.1.2 百亿亿次对应用的影响 163
9.2 百亿亿次超级计算机设计构想 170
参考文献 176
第1章 高效能计算机的系统架构 1
1.1 高效能计算机发展与系统分类 1
1.1.1 HPC的定义 1
1.1.2 HPC的诞生 1
1.1.3 HPC发展与应用 2
1.1.4 HPC架构分类 6
1.1 HPC发展遭遇的瓶颈 8
1.2 异构并行技术的兴起 9
1.3 新型众核芯片的发展 13
第2章 千万亿次计算时代的高效能计算机 16
2.1 国际上领先的千万亿次高效能计算机 16
2.2 中国走入千万亿次时代 18
2.2.1 天河1号与天问2号 19
2.2.2 神威蓝光 22
第3章 高效能计算系统构建的一般规则 24
3.1 高效能集群计算系统的组成 25
3.2 构建性能均衡的高效能计算系统 28
3.3 高效能计算系统的管理 29
3.3.1 监控管理 30
3.3.2 作业调度 31
第4章 十万亿次级别高效能计算系统设计 33
4.1 构建十万亿次的高效能计算系统 33
4.1.1 以同构方式构建十万亿次集群 35
4.1.2 以异构方式构建十万亿次集群 37
4.2 构建二十万亿次的高效能计算系统 37
第5章 百万亿次级别高效能计算系统设计 41
5.1 集群架构设计 41
5.1.1 方案概述 41
5.1.2 集群总体描述 42
5.1.3 系统拓扑图 42
5.1.4 计算节点 43
5.1.5 管理/登录/调度节点 44
5.1.6 GPU节点 44
5.1.7 并行文件存储系统 44
5.1.8 计算网络 45
5.1.9 管理网络 45
5.1.10 IPMI专用网络 46
5.2 机房建设与改造 47
5.2.1 机房设计总体原则 47
5.2.2 机房总体设计依据 48
5.2.3 机房环境要求 49
5.2.4 机房改造整体规划 49
5.3 绿色低功耗设计 51
5.4 全方位实时监控 52
5.4.1 监控说明 52
5.4.2 监控系统结构描述 53
5.4.3 监控子系统的实现和功能 54
5.4.4 监控系统功能描述 57
第6章 高效能计算机应用环境的构建 58
6.1 CPU并行系统应用环境构建 58
6.1.1 硬件环境构建 58
6.1.2 软件环境构建 59
6.1.3 开发环境构建 60
6.2 异构并行系统应用环境构建 62
6.2.1 硬件环境构建 63
6.2.2 软件环境构建 64
6.2.3 开发环境构建 66
第7章 高效能并行应用软件开发 70
7.1 CPU并行系统的应用开发 70
7.1.1 CPU并行系统的应用计算模式 70
7.1.2 CPU并行系统的应用软件开发 71
7.2 异构并行系统的应用开发 77
7.2.1 异构并行应用软件概述 77
7.2.2 CPU+GPU异构并行应用软件开发 78
7.2.3 CPU+MIC异构并行应用软件开发 96
第8章 高效能计算综合评测体系 113
8.1 高效能计算应用的发展现状 113
8.1.1 高效能计算技术对应用的影响 113
8.1.2 高效能计算应用的现状和挑战 114
8.2 传统高效能计算系统评测 115
8.3 浪潮高效能计算应用评测 118
8.3.1 高效能计算应用评测方法 118
8.3.2 高效能计算理论原理性能预测 122
8.4 浪潮高效能计算应用需求的划分 124
8.5 高效能计算应用特征剖析示例 126
8.5.1 计算密集型应用 126
8.5.2 内存约束型应用 132
8.5.3 存储密集型应用 140
8.5.4 网络密集型应用 147
8.6 高效能计算学科方向研究进展和展望 152
8.6.1 材料科学与量子化学 152
8.6.2 生命科学与分子动力学 154
8.6.3 大气科学 155
8.6.4 石油地质勘探 156
8.6.5 计算流体力学与CAE仿真 158
第9章 百亿亿次超级计算机展望 160
9.l 百亿亿次超级计算机面临的挑战 161
9.1.1 百亿亿次对系统的影响 161
9.1.2 百亿亿次对应用的影响 163
9.2 百亿亿次超级计算机设计构想 170
参考文献 176
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