高性能科学与工程计算 本书特色

海格、韦雷因著的《高性能科学与工程计算》主 要面向科学家、研究者和工程师，采取一种循序渐进 的方式介绍高性能计算的基础知识，即使不熟悉计算 科学的读者也非常容易理解。本书主要覆盖了当代处 理器体系结构基础知识、各种基本的程序串行优化策 略和基本并行模式。此外，在并行编程模型方面，还 包括基于openmp的共享并行和基于mpi的分布式并行 编程，并包含大量fortran代码实例，方便读者学习 理解。总之，本书以一种独特的视角介绍高性能计算 知识，适合各应用领域的专家和学生研读。

高性能科学与工程计算 目录

出版者的话
译者序
序
前言
缩略词
第1章　当代处理器
　1.1　存储程序的计算机体系结构
　1.2　基于高速缓存的通用微处理器体系结构
　　1.2.1　性能指标和基准测试
　　1.2.2　晶体管：摩尔定律
　　1.2.3　流水线
　　1.2.4　超标量
　　1.2.5 
　1.3　存储层次
　　1.3.1　高速缓存
　　1.3.2　高速缓存映射
　　1.3.3　预取
　1.4　多核处理器
　1.5　多线程处理器
　1.6　向量处理器
　　1.6.1　设计原理
　　1.6.2　*高性能估计
　　1.6.3　程序设计
　习题
　第2章　串行代码基本优化技术
　2.1　标量剖析
　　2.1.1　基于函数和代码行的程序剖析
　　2.1.2　硬件性能计数器
　　2.1.3　手工代码插入
　2.2　优化常识
　　2.2.1　少做工作
　　2.2.2　避免耗时运算
　　2.2.3　缩减工作集
　2.3　小方法，大改进
　　2.3.1　消除常用子表达式
　　2.3.2　避免分支
　　2.3.3　使用simd指令集
　2.4　编译器作用
　　2.4.1　通用优化选项
　　2.4.2　内联
　　2.4.3　别名
　　2.4.4　计算准确性
　　2.4.5　寄存器优化
　　2.4.6　利用编译日志
　2.5　c++优化
　　2.5.1　临时变量
　　2.5.2　动态内存管理
　　2.5.3　循环与迭代器
　习题
　第3章　数据访存优化
　3.1　平衡分析与lightspeed评估
　　3.1.1　基于带宽的性能建模
　　3.1.2　stream 基准测试
　3.2　存储顺序
　3.3　案例分析：jacobi算法
　3.4　案例分析：稠密矩阵转置
　3.5　算法分类和访存优化
　　3.5.1　o(n
　　3.5.2　o(n2)/
　　3.5.3　o(n3)/
　3.6　案例分析：稀疏矩阵向量乘
　　3.6.1　稀疏矩阵的存储机制
　　3.6.2　jds smvm优化
　习题
　第4章　并行计算机
　4.1　并行计算模式分类
　4.2　共享存储计算机
　　4.2.1　cache一致性
　　4.2.2
　　4.2.3　c
　4.3　分布式存储计算机
　4.4　混合型系统
　4.5　网络
　　4.5.1　网络的基本性能特征
　　4.5.2　总线
　　4.5.3　交换网络和胖树网络
　　4.5.4　mesh 网络
　　4.5.5　混合网络
　习题
　第5章　并行性基础
　5.1　为什么并行化
　5.2　并行性
　　5.2.1　数据并行性
　　5.2.2　功能并行性
　5.3　并行扩展性
　　5.3.1　限制并行执行的因素
　　5.3.2　可扩展性指标
　　5.3.3　简单可扩展性定律
　　5.3.4　并行效率
　　5.3.5　串行性能与强可扩展性
　　5.3.6　改进的性能模型
　　5.3.7　选择正确的扩展性基准
　　5.3.8　案例分析：低速处理器计算机能否变得更快
　　5.3.9　负载不均衡
　习题
　第6章　 使用openmp进行共享存储并行编程
　6.1　openmp简介
　　6.1.1　并行执行
　　6.1.2　数据作用域
　　6.1.3　循环的openmp工作共享
　　6.1.4　同步
　　6.1.5　归约
　　6.1.6　循环调度
　　6.1.7　任务
　　6.1.8　其他方面
　6.2　案例分析：openmp并行实现jacobi算法
　6.3　高级openmp：波前并行化
　习题
　第7章　高效openmp编程
　7.1　openmp程序性能分析
　7.2　性能缺陷
　　7.2.1　减轻open mp共享区开销
　　7.2.2　决定短循环的openmp开销
　　7.2.3　串行化
　　7.2.4　伪共享
　7.3　案例分析：并行稀疏矩阵向量乘
　习题
　第8章　ccnuma体系结构的局部性优化
　8.1　ccnuma的局部访问
　　8.1.1　首次访问方式分配页面
　　8.1.2　通过其他方式的局部性访问
　8.2　案例分析：稀疏mvm的ccnuma优化
　8.3　页面布局缺陷
　　8.3.1　非numa友好的openmp调度
　　8.3.2　文件系统高速缓存
　8.4　c++中的ccnuma问题
　　8.4.1　对象数组
　　8.4.2　标准模板库
　习题
　第9章　使用mpi进行分布式存储并行内存编程
　9.1　消息传递
　9.2　mpi简介
　　9.2.1　一个简单例子
　　9.2.2　消息和点对点通信
　　9.2.3　集合通信
　　9.2.4　非阻塞点对点通信
　　9.2.5　虚拟拓扑

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