2021年2021年度并行计算简介讲义.ppt

讲座主要内容提示
并行计算简介
编译环境
数学库
并行计算机体系结构
并行软件环境
并行计算机性能评测
MPI 、PVM、OpenMP
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并行计算简介
2021/1/25
并行计算--高性能计算
并行计算(Parallel Computing）
高端计算(High-end Parallel Computing)
高性能计算(High Performance Computing)
超级计算(Super Computing)
任何高性能计算和超级计算都离不开使用并行技术
计算科学与传统的两种科学，即理论科学和实验科学，并立被认为是人类认识自然的三大支柱，他们彼此相辅相成地推动科学发展与社会进步。在许多情况下，或者是理论模型复杂甚至理论尚未建立，或者实验费用昂贵甚至无法进行时，计算就成了求解问题的唯一或主要的手段。
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并行计算简介
2021/1/25
并行:古老的思想!
“...并行计算并不是什么新的思想,只是将它扩展应用于计算机而已”. 作者也不认为这种扩展应用会存在什么无法克服的困难. 但也不要期待有效的并行编程方法与技术能够在一夜之间诞生. 期间还需要有许多的工作和实验要做. 毕竟, 今天的编程技术(串行)是若干年来艰苦的探索才取得的. 现在编程工作似乎成了一种令人单调乏味的工作,事实上,并行编程的出现将会使重新恢复编程工作者们的探索精神 ...” (Gill, S. (1958), “Parallel Programming” The Computer Journal, vol. 1, April, pp. 2-10.)
Parallel Programming with MPI
by Peter Pacheco(2000)
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并行计算简介
2021/1/25
什么是并行计算?
并行计算: 由运行在多个部件上的小任务合作来求解一个规模很大的计算问题的一种方法
例: 在曙光2000上用8个节点计算的Mandelbrot集结果(Mandelbrot为分形理论创始人)
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并行计算简介
2021/1/25
现代计算机的共同特点： 并行性
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并行计算简介
2021/1/25
现代计算机的共同特点： 并行性
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并行计算简介
2021/1/25
为什么要做并行计算？ －－应用需求
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并行计算简介
2021/1/25
为什么要做并行计算？
人类对计算及性能的要求是无止境的
从系统的角度：集成系统资源，以满足不断增长的对性能和功能的要求
从应用的角度：适当分解应用，以实现更大规模或更细致的计算
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并行计算简介
2021/1/25
为什么要做并行计算？
问题: 科学和工程问题的数值模拟与仿真
计算密集
数据密集
网络密集
三种混合
要求:在合理的时限内完成计算任务
秒级 制造业
分钟级 短时天气预报(当天)
小时级 中期天气预报(3~10日)
尽可能快 长期天气预报(气候)
可计算 湍流模拟
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并行计算简介
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