高性能计算系统  081201M05004H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:迟学斌
授课时间: 星期五,第1、2、3 节
授课地点: 教一楼108
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15
课程编号: 081201M05004H 课时: 40 学分: 2.00
课程属性: 专业普及课 主讲教师:迟学斌 助教:王彦棡
英文名称: High Performance Computing System 召集人:

教学目的、要求

本课程是计算机专业研究生开设的专业课,其目的是使学生初步掌握高性能计算系统的基本内容,并了解其应用领域。本课程聚焦并行计算机系统结构、并行计算方法、并行实现技术和充分的上机实践,对学生的要求包括:熟练掌握计算机程序设计语言,能够运用MPI编写并行程序,通过教学使计算机专业和其它领域研究生深入掌握对主流高性能计算方向的科研动向、最新技术,对高性能计算在不同领域的应用有初步了解。培养研究生的研究与学习能力,开阔眼界,为将来的研究与应用打好基础。

预修课程

计算方法,C或Fortran语言

教 材

主要内容

第一章 绪论   第1节 什么是并行计算   第2节 并行计算机的发展   第3节 为什么需要并行计算   第4节 中科院高性能计算环境   第5节 国际上千万亿次计算的应用问题第二章  并行计算机体系结构   第1节 网络的分类   第2节 网络的基本概念   第3节 间接网络   第4节 直接网络第三章 并行计算的基本概念   第1节 并行计算机系统-MPP   第2节 并行计算机系统-SMP   第3节 并行计算机系统-Cluster   第4节 并行计算机系统的分类   第5节 并行计算的程序结构   第6节 并行计算的基本定义第四章 矩阵乘并行计算   第1节 矩阵卷帘存储方式   第2节 串行矩阵乘法   第3节 行列分块算法   第4节 行行分块算法   第5节 列行分块算法   第6节 列列分块算法   第7节 Cannon算法第五章 线性代数方程组的并行求解   第1节 串行$LU$分解算法   第2节 分布式系统的并行$LU$分解算法   第3节 三角方程组的并行求解   第4节 经典迭代法-Jacobi   第5节 经典迭代法-Gauss-Seidel第六章 MPI并行程序设计}   第1节 并行程序类型、MPI-SPMD并行程序结构   第2节 MPI并行环境管理函数   第3节 MPI通信子操作   第4节 点到点通信函数   第5节 自定义数据类型   第6节 MPI的数据打包与拆包   第7节 MPI聚合通信   第8节 MPI全局归约操作   第9节 MPI组操作考核方式:课堂出勤、回答问题、开卷考试

参考文献

张林波、迟学斌、莫则尧、李若,《并行计算导论》,清华大学出版社,2006  陈国良,《并行计算——结构、算法、编程》,高等教育出版社,2003  莫则尧、袁国兴,《消息传递并行编程环境MPI》,科学出版社,2001