高性能計算套用概覽

《高性能計算套用概覽》是2018年清華大學出版社出版的圖書，作者是歷軍。

基本介紹

• 書名：高性能計算套用概覽
• 作者：歷軍
• ISBN：9787302504726
• 頁數：306頁
• 定價：69.80
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2018年6月
• 裝幀：平裝

內容簡介

本書由曙光牽頭，參與單位有近20家，比較全面的反映了中國高性能計算套用的現狀。主題內容涵蓋高性能技術簡介，高性能計算在材料研究，生物信息，大氣海洋與氣候研究，工業仿真，石油勘探與加工，渲染，遙感，以及深度學習方面的套用。同時我們邀請了中國超算創新聯盟秘書長，中科院計算機網路信息中心副主任遲學斌研究員對未來的高性能計算技術和套用做了展望。

目錄

第1章總述

1.1高性能計算概述

1.1.1系統架構

1.1.2硬體基礎

1.1.3並行算法

1.1.4中國高性能計算中心

1.2常見套用領域

1.2.1科學計算

1.2.2能源領域

1.2.3氣象領域

1.2.4工程仿真

1.3新興套用領域

1.3.1基因測序研究

1.3.2證券指數計算

1.3.3動漫渲染

1.3.4網際網路與深度學習

參考文獻

第2章高性能計算套用之計算材料研究

2.1計算材料學概覽

2.1.1引言

2.1.2超越發現：新材料設計觀

2.1.3日趨成熟的計算方法論

2.1.4計算材料學套用軟體

2.2典型案例

2.2.1第一性原理計算在多鐵材料中的套用

2.2.2蒙特卡羅方法及其在石墨烯研究中的套用

2.3新興的材料基因組計畫

小結

參考文獻

第3章高性能計算套用之生物學研究

3.1計算生物學概覽

3.2蛋白質結構研究

3.2.1電子顯微三維重構

3.2.2質譜儀原始資料處理

3.2.3分子動力學模擬

3.3計算機輔助藥物設計

3.3.1套用背景

3.3.2計算資源需求

3.4生物信息學

3.4.1生物信息學簡介

3.4.2基因測序及數據處理技術

3.4.3生活中的生物信息學

3.5精準醫療

3.5.1精準醫療的概念演變及發展

3.5.2精準醫療服務於癌症診療

3.5.3高性能計算與精準醫療

參考文獻

第4章高性能計算套用之氣象學研究

4.1數值天氣預報

4.1.1數值天氣預報的起源

4.1.2數值天氣預報的工作原理

4.1.3數值天氣預報現狀與發展趨勢

4.1.4數值天氣預報與高性能計算

4.1.5常用天氣預報模式介紹

4.2數值海洋預報

4.2.1數值海洋預報的起源

4.2.2數值海洋預報的工作原理

4.2.3數值海洋預報現狀與發展趨勢

4.2.4數值海洋預報與高性能計算

4.2.5常用海洋預報模式介紹

4.3數值氣候模擬

4.3.1數值氣候模擬背景介紹

4.3.2數值氣候模擬與高性能計算

4.3.3常用氣候模式介紹

4.4環境空氣品質預報

4.4.1空氣品質預報的起源

4.4.2空氣品質預報的工作原理

4.4.3空氣品質預報現狀與發展趨勢

4.4.4空氣品質預報與高性能計算

4.4.5常用空氣品質模式介紹

4.5典型案例

4.5.1中國環境監測總站

4.5.2預報預警中心

小結

參考文獻

第5章高性能計算套用之工業仿真

5.1工程仿真概覽

5.1.1工程仿真簡介

5.1.2工程仿真的重要性

5.1.3工程仿真的技術發展

5.1.4常見的工程仿真軟體簡介

5.1.5工程仿真如何開展

5.2工業仿真與高性能計算

5.2.1CAE與HPC

5.2.2工業仿真計算平台的需求分析和硬體選型

5.2.3高性能計算平台配置方案與使用方法

5.2.4工業仿真雲的建設方案簡介

5.3典型套用案例

5.3.1某軌道交通裝備集團仿真公共服務平台建設

5.3.2某特種設備研究院高性能計算平台建設

參考文獻

第6章高性能計算套用之石油勘探領域研究

6.1石油產業——戰略資源關係國計民生

6.2石油勘探開發領域高性能計算發展歷程

6.3典型案例

6.3.1基於GPU混合架構下的積分法疊前時間偏移套用

6.3.2基於GPU混合架構下的RTM逆時偏移套用

6.3.3“兩寬一高”海量數據處理

6.3.4存儲對石油勘探大數據處理集群效率影響分析

6.3.5大數據時代勘探雲建設模式探索

小結

參考文獻

第7章高性能計算套用之石油加工領域研究

7.1石油加工領域——國民經濟的支柱產業

7.2石油加工領域高性能計算發展歷程

7.3典型案例

7.3.1催化裂化過程的數值模擬

7.3.2烴類蒸汽裂解制乙烯過程的數值模擬

7.3.3催化重整過程的數值模擬

7.3.4加熱爐及其空氣預熱器的數值模擬

7.3.5氣固鼓泡流化床中的數值模擬

7.3.6深層鼓泡床內偏湧現象的數值模擬

7.3.7盤環型汽提器中磨損機理的CPFD數值模擬研究

小結

參考文獻

第8章高性能計算套用之渲染領域研究

8.1渲染簡介

8.1.1渲染的定義

8.1.2渲染的套用領域

8.2渲染常用技術

8.2.1渲染相關概念

8.2.2渲染常用算法

8.2.3渲染常用軟體

8.2.4渲染農場技術

8.2.5雲渲染

8.2.6GPU渲染

8.3典型案例

8.3.1特種電影的HPC套用

8.3.2渲染雲套用

參考文獻

第9章高性能計算套用之遙感領域研究

9.1遙感介紹

9.2遙感與大數據

9.2.1遙感大數據表示

9.2.2遙感大數據存儲

9.2.3遙感大數據組織

9.2.4遙感大數據檢索

9.2.5遙感大數據理解

9.2.6遙感大數據挖掘

9.2.7遙感數據特點分析

9.3遙感計算

9.3.1遙感計算需求分析

9.3.2計算技術發展現狀

9.3.3遙感套用計算架構

9.4典型案例

9.4.1遙感圖像處理套用案例(CPU+GPU)

9.4.2遙感影像分發套用案例(MPI+HBase)

小結

參考文獻

第10章高性能計算套用之深度學習研究

10.1深度學習技術簡介

10.1.1深度學習的發展

10.1.2深度學習套用分析

10.2高性能計算與深度學習

10.2.1深度學習的計算需求

10.2.2高性能計算技術的革新

10.2.3計算技術對深度學習的推進

10.3深度學習的理論基礎

10.3.1信息系統處理模型

10.3.2人工神經網路的表示

10.3.3感知器原理

10.4深度學習工具介紹

10.4.1開源工具

10.4.2Caffe測試實例

10.4.3曙光XSharp介紹

10.5典型案例

10.5.1人臉識別

10.5.2ImageNet圖像分類

10.6深度學習技術在中國的套用現狀

參考文獻

第11章高性能計算套用展望

11.1高性能計算套用現狀

11.1.1國際高性能計算套用現狀

11.1.2國內高性能計算套用現狀

11.2高性能計算套用趨勢

11.2.1Top500數據統計

11.2.2戈登·貝爾獎套用分布

11.2.3套用軟體研發

11.3主要國家對高性能計算的投入

11.3.1美國

11.3.2歐盟

11.3.3日本

11.3.4中國

11.4展望

11.4.1學術展望

11.4.2企業展望

參考文獻