面向千萬億次計算的算法與套用

《面向千萬億次計算的算法與套用》是2008年清華大學出版社出版的圖書，作者是巴德爾。

基本介紹

• 書名：面向千萬億次計算的算法與套用
• 作者：(美國)(DavidA.Bader.)巴德爾
• 譯者：都志輝 等 
• ISBN：9787302177227
• 頁數：356
• 定價：49.00元
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2008-8-1
• 裝幀：平裝
• 開本：16

內容簡介

這是第1本系統闡述千萬億次計算的圖書。

在過去的幾十年內,在高性能計算套用、算法和體系結構的支持下，在科學、工程和社會領域發生了許多突破性的進展。本書是那些在千萬億次計算領域前沿性研究成果的結晶。作者試圖通過匯集在高性能計算和計算科學領域最成熟和已積累豐富經驗的套用的最新成果，來解決在開發千萬億次系統套用代碼中的一些挑戰性套用，這些套用能夠在新的千萬億次系統產生和部署之前，就提前針對其體系結構的特點來進行開發。開發千萬億次套用將會需要豐富的關於千萬億次系統硬體和系統軟體方面的知識，我們需要大量的時間來做擴展、測試、評估以及最佳化千萬億次代碼、庫、算法、系統軟體的工作，所有這些工作都將基於即將構建的新系統來進行。

對於高性能計算來說，這是一個激動人心的時代，這個時代將會在一個新的規模和尺度上產生大量史無前例的新發現，這些發現將會對科學和社會帶來切實的好處。本書可以讓你對千萬億次套用和算法前沿性挑戰性研究工作的第一次浪潮有一個概觀，為目前和未來的千萬億次研究提供非常必要的基礎。

目錄

第1章千萬億次計算科學套用的性能特徵

1.1介紹

1.2測試的各種體系結構

1.3科學套用概述

1.4GTlC：Particle-in-Cell磁融解

1.5ELBM3D：晶格玻耳茲曼流體動力學

1.6Cactus：通用的相對天體物理學

1.7PARATEC：材料科學的第一原理

1.8HyperCLaw：雙曲AMR氣體動力學

1.9總結與結論

1.10致謝

參考文獻第2章千萬億次的計算對NASA未來使命的影響

2.1介紹

2.2Columbia超級計算機

2.3航空宇宙分析及計算

2.3.1方法論

2.3.2結果

2.3.3NASA使用千萬億次計算的好處2.4.推進子系統分析

2.4.1方法

2.4.2結果

2.4.3千萬億次計算給NASA帶來的益處

2.5颶風預測

2.5.1方法

2.5.2結果

2.5.3千萬億計算對NASA的益處

2.6瓶頸

2.7總結

參考文獻一第3章多物理模擬與千萬億次計算

3.1引言

3.2下一代超級計算機

3.3適用於大規模並行機的編程模型

3.3.1新型並行語言

3.3.2MPI-2

3.3.3協作式並行

3.3.4協作式並行的套用實例

3.4多尺度算法

3.4.1並行的多重格線方法

3.4.2ALE-AMR離散化

3.4.3離散一連續統混合算法

3.5目前及將來的套用

3.5.1萬億次仿真的技術現狀

3.5.2通過協作並行進行多物理模擬

3.6未來展望

3.7致謝

參考文獻

第4章針對Uintah多物理程式代碼的可擴展並行AMR算法研究

4.1前言

4.2自適應格網最佳化

4.3Uintah程式框架

4.3.1仿真組件

4.3.2負載均衡器

4.3.3調度器

4.4格網重構器

4.5提高性能

4.6將來的工作

4.7致謝

參考文獻

第5章使用Enzo對宇宙進化進行仿真

5.1宇宙結構的形成

5.2Enzo的編碼

5.2.1物理層建模和數值算法

5.2.2自適應格網細化

5.2.3實現

5.2.4並行化

5.2.5快速的鄰居格網搜尋

5.2.6Enzo的I/O

5.3在萬億次平台上的性能和可擴展性

5.3.1單格網套用

5.3.2AMR.套用

5.3.3並行擴展

5.4將Enzo運行在萬億次計算機平台上

5.5致謝

第6章重大影響天氣現象數值預測：千萬億次計算的重要動力

第7章千萬億次氣象科學套用的軟體設計

第8章邁向分散式千萬億次計算

第9章千萬億次計算時代的生物分子建模

第10章用於分子動力學模擬的千萬億次計算機

第11章在千萬億次超級計算機上進行生物分子仿真

第12章處理大規模圖的多執行緒算法

第13章千萬億次計算中的災難恢復算法研究

第14章TSUBAME的研製與未來發展

第15章通過SMP模組構造千萬億次的性能

第16章千萬億次系統的性能及其複雜性分析

第17章高度可擴展的性能分析工具

第18章面向千萬億次計算規模的多級有限元求解器

第19章高效有限元代碼開發的混合方法

第20章使用Charm++編寫千萬億次應用程式

第21章基於註解的高產出率和性能移植性

第22章高效能程式語言的局部性感知特性

第23章體系結構與程式設計方法對獲得持續千萬億次計算性能的影響

第24章Cactus框架：從黑洞到伽瑪射線脈衝

……

作者簡介

DavidA.Bader是高性能計算所的所長，教授，長期從事計算科學與工程領域研究，該研究所隸屬於喬治亞理工學院計算學部。他在1996年從馬里蘭大學（UniversityofMaryland）獲得博士學位，後贏得美國國家自然科學基金支持在實驗計算機科學方面從事博士後研究。他獲得了美國自然科學基金CAREER支持，是IEEE計算機學會優秀訪問人員計畫中的傑出演講者，是IBMPERCS組DARPA高吞吐率計算機系統計畫項目組的成員，喬治亞理工學院Sony-Toshiba-IBMCell處理器中心的主任。他還是Internet2研究顧問委員會的成員，是IPDPS和HiPC會議指導委員會的成員，作為主席組織了很多高性能計算以及計算科學與工程方面的會議。Bader博士是許多高級重要出版物的編輯，包括IEEETransactionsonParallelandDistributedSystems，ACMJournalofExperimentalAlgorithmics，IEEEDSOnline,以及ParallelComputing。他是IEEE計算機協會的資深會員，ACM會員。

Bader博士在用高性能計算解決生物信息學以及計算基因問題方面是取得前沿性研究成果的科學家。他作為聯合主席主持了高性能計算生物學IEEEInternationalWorkshoponHigh-PerformanceComputationalBiology(HiCOMB)的系列會議，曾為幾本書撰寫了部分章節，聯合編輯了JournalofParallelandDistributedComputing(JPDC)和IEEETransactionsonParallelandDistributedSystems(TPDS)在高性能計算生物學方面研究的專刊。他還是80餘篇被同行審閱過的期刊論文、會議論文的作者，他的主要研究領域是並行算法，組合最佳化，計算生物學與計算基因學。