01 并行计算机系统及其结构模型.ppt

并行计算
——结构•算法•编程
2017/11/10
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现代密码学理论与实践之五
并行计算——结构•算法•编程
第一篇并行计算的基础
第一章并行计算机系统及其结构模型
第二章当代并行机系统:SMP、MPP和Cluster
第三章并行计算性能评测
第二篇并行算法的设计
第四章并行算法的设计基础
第五章并行算法的一般设计方法
第六章并行算法的基本设计技术
第七章并行算法的一般设计过程
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现代密码学理论与实践之五
并行计算——结构•算法•编程
第三篇并行数值算法
第八章基本通信操作
第九章稠密矩阵运算
第十章线性方程组的求解
第十一章快速傅里叶变换
第四篇并行程序设计
第十二章并行程序设计基础
第十三章并行程序设计模型和共享存储系统编程
第十四章分布存储系统并行编程
第十五章并行程序设计环境与工具
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现代密码学理论与实践之五
第一章并行计算机系统及结构模型
并行计算
并行计算与计算科学
当代科学与工程问题的计算需求
并行计算机系统互连
系统互连
静态互联网络
动态互连网络
标准互联网络
并行计算机系统结构
并行计算机结构模型
并行计算机访存模型
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现代密码学理论与实践之五
并行计算
并行计算:并行机上所作的计算,又称高性能计算或超级计算。
计算科学:计算物理、计算化学、计算生物等
科学与工程问题的需求:气象预报、油藏模拟、核武器数值模拟、航天器设计、基因测序等。
需求类型:计算密集、数据密集、网络密集。
计划:重大挑战性课题,3T性能
美国Petaflops研究项目:Pflop/s。
美国ASCI计划:核武器数值模拟。
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现代密码学理论与实践之五
高性能计算机
Intel(Option Red): 1Tflops,1997,Pentium Pro
SGI(Option Blue Mountain): 3Tflops,1998,MIPS10000
IBM(Option White): 7Tflops,Top4,2001,Power3
日本Earth Simulator: 35Tflops,Top1,2002,VP
Hewlett-Packard ASCI Q: 7Tflops ,Top2,3,2002, Alpha Server
中国联想: 1Tflops,Top43,2002
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现代密码学理论与实践之五
系统互连
不同带宽与距离的互连技术: 总线、SAN、LAN、MAN、WAN
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现代密码学理论与实践之五
局部总线、I/O总线、SAN和LAN
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现代密码学理论与实践之五
网络性能指标
节点度(Node Degree):射入或射出一个节点的边数。在单向网络中,入射和出射边之和称为节点度。
work Diameter): 网络中任何两个节点之间的最长距离,即最大路径数。
对剖宽度(Bisection Width) :对分网络各半所必须移去的最少边数
对剖带宽( Bisection Bandwidth):每秒钟内,在最小的对剖平面上通过所有连线的最大信息位(或字节)数
如果从任一节点观看网络都一样,则称网络为对称的(Symmetry)
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现代密码学理论与实践之五
静态互连网络与动态互连网络
静态互连网络:处理单元间有着固定连接的一类网络,在程序执行期间,这种点到点的链接保持不变;典型的静态网络有一维线性阵列、二维网孔、树连接、超立方网络、立方环、洗牌交换网、蝶形网络等
动态网络:用交换开关构成的,可按应用程序的要求动态地改变连接组态;典型的动态网络包括总线、交叉开关和多级互连网络等。
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