高性能计算技术操作作业指导书.docVIP

高功能计算技术操作作业指导书

TOC\o1-2\h\u2536第1章高功能计算概述 4

35631.1高功能计算发展历程 4

172121.1.1第一代高功能计算（1950s1960s） 4

15141.1.2第二代高功能计算（1970s1980s） 4

250661.1.3第三代高功能计算（1990s2000s） 4

158721.1.4第四代高功能计算（2010s至今） 4

12651.2高功能计算应用领域 4

236011.2.1科学研究 4

228181.2.2工程设计 5

13881.2.3社会经济 5

219281.2.4国防安全 5

272241.3高功能计算关键技术 5

199831.3.1并行处理技术 5

265711.3.2众核处理器技术 5

34261.3.3高速互连技术 5

163631.3.4高效存储技术 5

29001.3.5虚拟化技术 5

228421.3.6编程模型与工具 5

5010第2章高功能计算硬件架构 6

69442.1CPU架构 6

145032.1.1复杂指令集计算机（CISC） 6

316652.1.2精简指令集计算机（RISC） 6

305002.1.3向量处理器 6

124852.1.4大规模并行处理器（MPP） 6

212252.2GPU架构 6

180682.2.1标量处理器与向量处理器的结合 6

183652.2.2大规模并行计算 6

124072.2.3高带宽内存 6

285662.3异构计算架构 6

195882.3.1异构架构的优势 6

51892.3.2异构架构的关键技术 7

228052.3.3常见的异构计算架构 7

203202.4高速互连技术 7

49872.4.1总线互连 7

129632.4.2网络互连 7

126602.4.3高速接口 7

10472.4.4光互连 7

13080第3章高功能计算软件栈 7

135113.1编程模型与框架 7

146763.1.1MPI 7

117243.1.2OpenMP 7

115753.1.3CUDA 8

120143.1.4OpenCL 8

98753.2并行计算库与工具 8

49183.2.1BLAS 8

135093.2.2LAPACK 8

130893.2.3FFTW 8

6733.2.4HDF5 8

64853.3调度与资源管理 8

222273.3.1作业调度 9

97273.3.2资源分配 9

154123.3.3负载均衡 9

241483.3.4能耗管理 9

14824第4章高功能计算并行算法 9

206694.1算法并行化原理 9

3174.1.1并行计算模型 9

316684.1.2并行算法设计方法 10

265244.1.3并行功能评价标准 10

216114.2MPI并行编程 10

299784.2.1MPI基本概念 10

132234.2.2MPI编程接口 10

216024.2.3MPI并行编程技巧 11

252094.3OpenMP并行编程 11

59014.3.1OpenMP基本原理 11

35144.3.2OpenMP编程指令 11

65664.3.3OpenMP并行编程技巧 11

241854.4CUDA并行编程 11

278854.4.1CUDA基本原理 12

99114.4.2CUDA编程模型 12

56564.4.3CUDA并行编程技巧 12

19750第5章高功能计算优化策略 12

179475.1算法优化 12

142825.1.1并行算法设计 12

266955.1.2算法复杂度优化 12

134785.1.3算法库与工具箱 12

109365.2数据结构优化 13

63705.2.1高效存储结构 13

305775.2.2数据压缩与解压缩 13

210045.2.3数据索引与查询优化 13

192215.3存储优化 13

169865.3.1存储层次优化 13

324095.3.2数据分布与聚合 13

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