并行计算机体系结构
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- 作者： 陈国良 吴俊敏 章锋 [作译者介绍]
- 丛书名： 并行计算系列丛书
- 出版社：高等教育出版社
- ISBN：7040115581
- 上架时间：2003-4-28
- 出版日期：2002 年9月
- 开本：16开
- 页码：469
- 版次：1-1
- 所属分类：
计算机 > 计算机控制与仿真 > 系统分析与设计(控制)
教材 > 研究生/本科/专科教材 > 工学 > 计算机
计算机 > 计算机科学理论与基础知识 > 并行计算
教材 > 计算机教材 > 本科/研究生 > 计算机专业教材 > 计算机基础课程 > 算法与数学基础
教材 > 教材汇编分册 > 高等理工
本版教材征订号：00450910617
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书籍
计算机书籍
本书以当代可扩放的并行计算机系统结构为主题，从硬件和软件的角度，着重讨论了对称多处理机系统、大规模并行处理机系统、机群系统和分布共享存储系统的组成原理、结构特性、关键技术、性能分析、设计方法及相应的系统实例等。
全书共八章，可分为三个单元：第一单元为并行计算机体系结构的基础部分，包括绪论(第一章)、性能评测(第二章)和互连网络(第三章)3第二单元为当代主流并行计算机系统，包括对称多处理机系统(第四章)、大规模并行处理机系统(第五章)和机群系统(第六章)；第三单元是并行计算机体系结构的较深入的内容，包括分布共享存储系统(第七章)和并行机中的通信与延迟问题(第八章)。
全书取材先进，内容精炼，体系完整，力图反映本学科的最新成就和发展趋势，可作为高等学校计算机及相关专业的本科高年级学生和研究生的教学用书5也可供从事计算机体系结构研究的科技人员阅读参考。
计算机书籍
本书以当代可扩放的并行计算机系统结构为主题，从硬件和软件的角度，着重讨论了对称多处理机系统、大规模并行处理机系统、机群系统和分布共享存储系统的组成原理、结构特性、关键技术、性能分析、设计方法及相应的系统实例等。
全书共八章，可分为三个单元：第一单元为并行计算机体系结构的基础部分，包括绪论(第一章)、性能评测(第二章)和互连网络(第三章)3第二单元为当代主流并行计算机系统，包括对称多处理机系统(第四章)、大规模并行处理机系统(第五章)和机群系统(第六章)；第三单元是并行计算机体系结构的较深入的内容，包括分布共享存储系统(第七章)和并行机中的通信与延迟问题(第八章)。
全书取材先进，内容精炼，体系完整，力图反映本学科的最新成就和发展趋势，可作为高等学校计算机及相关专业的本科高年级学生和研究生的教学用书5也可供从事计算机体系结构研究的科技人员阅读参考。
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本书提供作译者介绍
作者介绍
陈国良，中国科学技术大学教授，博士生导师，1938年6月生于安徽省颖上县，1961年毕业于西安交通大学无线电系计算机专业。198l—1983年在美国普度大学作访问学者，1984年至今曾多次应邀赴东京大学、普度大学、澳大利亚国立大学、新南威尔士大学、昆士兰大学、格里福斯大学、堪萨斯城市大学、依阿华大学、威斯康星大学、Maharish国际大学、香港理工大学、澳门大学、北京大学、国防科技大学等讲学交流。现任国家高性能计算中心(合肥)主任，国际高性能计算(亚洲)常务理事，全国高等教育电子.. << 查看详细
陈国良，中国科学技术大学教授，博士生导师，1938年6月生于安徽省颖上县，1961年毕业于西安交通大学无线电系计算机专业。198l—1983年在美国普度大学作访问学者，1984年至今曾多次应邀赴东京大学、普度大学、澳大利亚国立大学、新南威尔士大学、昆士兰大学、格里福斯大学、堪萨斯城市大学、依阿华大学、威斯康星大学、Maharish国际大学、香港理工大学、澳门大学、北京大学、国防科技大学等讲学交流。现任国家高性能计算中心(合肥)主任，国际高性能计算(亚洲)常务理事，全国高等教育电子.. << 查看详细
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第一章 绪论
1．1 引言
1．1．1 什么是并行计算机
1．1．2 为什么需要并行计算机
1．1．3 如何学习并行计算机
1．2 并行计算机发展背景
1．2．1 应用需求
1．2．2 技术进展
1．2．3 结构趋势
1．3 典型并行计算机系统简介
1．3．1 simd阵列处理机
1．3．2 向量处理机
1．3．3 共享存储多处理机
1．3．4 分布存储多计算机
1．3．5 共享分布存储多处理机
1．4 当代并行计算机体系结构
1．4．1 并行计算机结构模型
1．4．2 并行计算机访存模型
1．4．3 并行计算机存储层次及其一致性问题
1．5 并行计算机的应用基础
1．1 引言
1．1．1 什么是并行计算机
1．1．2 为什么需要并行计算机
1．1．3 如何学习并行计算机
1．2 并行计算机发展背景
1．2．1 应用需求
1．2．2 技术进展
1．2．3 结构趋势
1．3 典型并行计算机系统简介
1．3．1 simd阵列处理机
1．3．2 向量处理机
1．3．3 共享存储多处理机
1．3．4 分布存储多计算机
1．3．5 共享分布存储多处理机
1．4 当代并行计算机体系结构
1．4．1 并行计算机结构模型
1．4．2 并行计算机访存模型
1．4．3 并行计算机存储层次及其一致性问题
1．5 并行计算机的应用基础
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写作背景 随着半导体工艺和通信网络技术的进步，多CPU的并行计算机系统和网络机群系统得到了飞速的发展，这为当今科学技术的发展提供了定量化和精确化的计算手段。但为了高效地使用并行计算机解决给定的问题，除了要学习求解问题的并行算法及其并行编程实现外，还要学习并行计算机体系结构的基本原理、组织方式、关键技术和设计方法等，因为任何并行算法均要通过并行程序最终运行在具体的并行计算机上。
作者在过去几年曾陆续撰写了几本有关并行算法及并行计算方面的书籍，它们都是针对如何学习设计和分析并行算法的。而并行算法的主要特点是与具体的并行计算机体系结构有关的，所以，要想设计一个高效的并行算法必须对具体的并行机体系结构特点有充分的了解，尽管在那些书中照例都讲了一些并行机体系结构的内容，但限于篇幅，它们都是从并行算法设计的角度以高度抽象的方式来介绍一些最基本的和结论性的知识，显然，为了深入研究并行算法，它们是远远不够的。因此，出于为并行算法的研究提供雄厚的硬件基础的动机，促使作者编写了此书。尽管这是写作此书的初衷，但此书的写作仍严格遵循着其学科自身的完备性、系统性和内容的相对独立性，所以它仍是一本完整的并行计算机体系结构的教材。
章节内容 本书主要围绕着当代可扩放的并行计算机体系结构，从硬件和软件的角度，对对称多处理机系统、大规模并行处理系统、机群系统和分布共享存储系统等的组成原理、结构特性、关键技术、性能分析、设计方法及相应的系统实例等进行了讨论。书中取材先进、内容简练、体系完整，基本上涵盖了并行计算机体系结构的主要研究内容和主要研究方面。
全书内容可分为三个单元，共八章：第一单元为并行计算机体系结构的基础部分，包括绪论(第一章)、性能评测(第二章)和互连网络(第三章)；第二单元为当代主流并行计算机系统，包括对称多处理机系统(第四章)、大规模并行处理机系统(第五章)和机群系统(第六章)；第三单元为并行计算机体系结构的较深入的内容，包括分布共享存储系统(第七章)和并行机中的通信与延迟问题(第八章)。
使用方法 并行计算机体系结构是并行算法和并行程序设计两门课程的硬件基础，是计算机科学与技术一级学科的硕士研究生的学位选修课，是计算机系统结构专业的硕士研究生学位必修课。学生应在学习过计算机体系结构、操作系统和编译原理等之后学习本课程。作为必须讲授和最低60学时的教学要求，建议各章节讲授的学时分配为：第一章讲8学时，第二章讲6学时，第三章讲4学时，第四章讲10学时，第五章讲4学时，第六章讲6学时，第七章讲10学时，第八章讲10学时。书中带*号的部分是建议阅读的，它们或是预备性的知识(希望不熟悉此内容的读者课前预习)，或是深入研究性内容(鼓励面向研究的读者深入阅读)。每章之后均附有适量的习题；同时开列了本章正文中所引用的主要参考文献。全书最后还提供了专业术语中英对照及索引，以方便读者查阅。
相关书目 作者深知，一部著作应该内容深广和学科先进。而作为教材，要在充分考虑适应国情和便于教学使用以及发扬国人著书谨严、简练之特色的同时，更应该广泛吸取当今国内外相关教材中的先进精彩部分，以丰满自身的内容。所以作者在撰写此书时，及时地参阅了下列的著作：《Parollel Computer Architecture：A Hardware／Software Approach》(David E．Culler，Jaswinder Pal Singh and Anoop Gupta，Morgan Kaufmann Publishers，1998)；《Scalable FaraHel Computing：Technology，Architecture，Programming》(Kai Hwangand Zhiwei xu，WCB McGraw—Hill，1998；中译本：《可扩展并行计算：技术、结构与编程》，黄销、徐志伟著，陆鑫达等译，机械工业出版社，2000．5)；《共享存储系统结构》(胡伟武，高等教育出版社，2001．7)和《高等计算机体系结构——并行性，可扩展性，可编程性》(Kai Hwang著，王鼎兴、郑纬民、沈美明、温冬蝉译，清华大学出版社和广西科学技术出版社，1995．8)等。如果读者在阅读本教材时，也能配合阅读它们，将是非常有益处的。
诚恳致谢 本书撰写时，曾直接或间接地引用了许多专家、学者的文献，不。少材料也得益于上述所列的几本著作，作者向他们深表谢意；但也有很多作者的优秀论文未能被引用，作者深表歉意。书稿在付样前承蒙王鼎兴先生进行了审阅，提出了很多中肯的修改意见，作者尤为感谢。
中国科学技术大学的历届学生们在听取本课程讲授中，曾提出过很多可贵意见，不断充实和完善了书稿的内容。特别是单久龙、何家华、陈勇、陈志辉、张青山、李辰等同学完成了本书的计算机绘图和计算机编辑工作，对于他们辛勤的劳动，作者一并表示感谢。
感谢中国科学技术大学教务处、计算机系、国家高性能计算中心(合肥)为本教材的写作所提供的支持和良好的工作条件。
陈国良教授拟定了全书章节内容，成稿后经过他反复修改而定稿。其中第一、二章由陈国良教授执笔，第三、四、六章由章隆兵博士完成初稿，第五、七、八章由章锋博士完成初稿，洪锦伟博士整理了全书的图稿，吴俊敏老师修订了第四、七、八章的内容和编制了索引。
本书的内容曾在中国科学技术大学计算机系讲授过多次，而定稿前的P版曾公布在中国科学技术大学国家高性能计算中心网站上由吴俊敏老师试用了一学期，并广泛地征求了意见。尽管这样，由于作者们学识有限，写作时间仓促，书中错误和片面之处在所难免，恳请读者不吝批评指正。
作者
中国科学技术大学
计算机科学技术系
国家高性能计算中心(合肥)
2002年6月
作者在过去几年曾陆续撰写了几本有关并行算法及并行计算方面的书籍，它们都是针对如何学习设计和分析并行算法的。而并行算法的主要特点是与具体的并行计算机体系结构有关的，所以，要想设计一个高效的并行算法必须对具体的并行机体系结构特点有充分的了解，尽管在那些书中照例都讲了一些并行机体系结构的内容，但限于篇幅，它们都是从并行算法设计的角度以高度抽象的方式来介绍一些最基本的和结论性的知识，显然，为了深入研究并行算法，它们是远远不够的。因此，出于为并行算法的研究提供雄厚的硬件基础的动机，促使作者编写了此书。尽管这是写作此书的初衷，但此书的写作仍严格遵循着其学科自身的完备性、系统性和内容的相对独立性，所以它仍是一本完整的并行计算机体系结构的教材。
章节内容 本书主要围绕着当代可扩放的并行计算机体系结构，从硬件和软件的角度，对对称多处理机系统、大规模并行处理系统、机群系统和分布共享存储系统等的组成原理、结构特性、关键技术、性能分析、设计方法及相应的系统实例等进行了讨论。书中取材先进、内容简练、体系完整，基本上涵盖了并行计算机体系结构的主要研究内容和主要研究方面。
全书内容可分为三个单元，共八章：第一单元为并行计算机体系结构的基础部分，包括绪论(第一章)、性能评测(第二章)和互连网络(第三章)；第二单元为当代主流并行计算机系统，包括对称多处理机系统(第四章)、大规模并行处理机系统(第五章)和机群系统(第六章)；第三单元为并行计算机体系结构的较深入的内容，包括分布共享存储系统(第七章)和并行机中的通信与延迟问题(第八章)。
使用方法 并行计算机体系结构是并行算法和并行程序设计两门课程的硬件基础，是计算机科学与技术一级学科的硕士研究生的学位选修课，是计算机系统结构专业的硕士研究生学位必修课。学生应在学习过计算机体系结构、操作系统和编译原理等之后学习本课程。作为必须讲授和最低60学时的教学要求，建议各章节讲授的学时分配为：第一章讲8学时，第二章讲6学时，第三章讲4学时，第四章讲10学时，第五章讲4学时，第六章讲6学时，第七章讲10学时，第八章讲10学时。书中带*号的部分是建议阅读的，它们或是预备性的知识(希望不熟悉此内容的读者课前预习)，或是深入研究性内容(鼓励面向研究的读者深入阅读)。每章之后均附有适量的习题；同时开列了本章正文中所引用的主要参考文献。全书最后还提供了专业术语中英对照及索引，以方便读者查阅。
相关书目 作者深知，一部著作应该内容深广和学科先进。而作为教材，要在充分考虑适应国情和便于教学使用以及发扬国人著书谨严、简练之特色的同时，更应该广泛吸取当今国内外相关教材中的先进精彩部分，以丰满自身的内容。所以作者在撰写此书时，及时地参阅了下列的著作：《Parollel Computer Architecture：A Hardware／Software Approach》(David E．Culler，Jaswinder Pal Singh and Anoop Gupta，Morgan Kaufmann Publishers，1998)；《Scalable FaraHel Computing：Technology，Architecture，Programming》(Kai Hwangand Zhiwei xu，WCB McGraw—Hill，1998；中译本：《可扩展并行计算：技术、结构与编程》，黄销、徐志伟著，陆鑫达等译，机械工业出版社，2000．5)；《共享存储系统结构》(胡伟武，高等教育出版社，2001．7)和《高等计算机体系结构——并行性，可扩展性，可编程性》(Kai Hwang著，王鼎兴、郑纬民、沈美明、温冬蝉译，清华大学出版社和广西科学技术出版社，1995．8)等。如果读者在阅读本教材时，也能配合阅读它们，将是非常有益处的。
诚恳致谢 本书撰写时，曾直接或间接地引用了许多专家、学者的文献，不。少材料也得益于上述所列的几本著作，作者向他们深表谢意；但也有很多作者的优秀论文未能被引用，作者深表歉意。书稿在付样前承蒙王鼎兴先生进行了审阅，提出了很多中肯的修改意见，作者尤为感谢。
中国科学技术大学的历届学生们在听取本课程讲授中，曾提出过很多可贵意见，不断充实和完善了书稿的内容。特别是单久龙、何家华、陈勇、陈志辉、张青山、李辰等同学完成了本书的计算机绘图和计算机编辑工作，对于他们辛勤的劳动，作者一并表示感谢。
感谢中国科学技术大学教务处、计算机系、国家高性能计算中心(合肥)为本教材的写作所提供的支持和良好的工作条件。
陈国良教授拟定了全书章节内容，成稿后经过他反复修改而定稿。其中第一、二章由陈国良教授执笔，第三、四、六章由章隆兵博士完成初稿，第五、七、八章由章锋博士完成初稿，洪锦伟博士整理了全书的图稿，吴俊敏老师修订了第四、七、八章的内容和编制了索引。
本书的内容曾在中国科学技术大学计算机系讲授过多次，而定稿前的P版曾公布在中国科学技术大学国家高性能计算中心网站上由吴俊敏老师试用了一学期，并广泛地征求了意见。尽管这样，由于作者们学识有限，写作时间仓促，书中错误和片面之处在所难免，恳请读者不吝批评指正。
作者
中国科学技术大学
计算机科学技术系
国家高性能计算中心(合肥)
2002年6月
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高性能计算机是一个国家经济和科技实力的综合体现，也是促进经济、科技发展，社会进步和国防安全的重要工具，已成为世界各国竞相争夺的战略制高点。一些发达国家纷纷制定战略计划，提出很高目标，投入大量资金，加速研究开发步伐。多年来，随着大规模集成电路技术的不断进步，以及CPU为基础的高性能并行计算机得到了迅速的发展，其高端系统正向百万亿次、千万亿次迈进。我国近十年来，对高性能并行计算的研究开发也给予了很大重视，取得了长足进步和可贵经验，研制出了具有相当水平的并行机系统，但与发达国家相比，差距仍然甚大，在高性能并行计算的应用开发与相关的人才培养教育方面尤现不足。如何使高性能并行机系统深入充分地在国民经济、科研和社会应用的发展中发挥作用，实为当务之急，引起人们的普遍关心。
由中国科技大学陈国良教授主编的这套丛书，正适应了我国高性能并行计算研究、开发、应用、教育之需。本丛书由《并行算法的设计与分析》、《并行计算机体系结构》和《并行算法实践》三大部分组成，而以《并行计算——结构·算法·编程》为全丛书之提要。该丛书以并行计算为主题，对并行计算的硬件平台(当
代主流并行计算机系统)、并行计算的理论基础(并行算法的设计与分析)和并行计算的软件支撑(并行程序设计)全面系统地展开了讨论，内容丰富，取材新近，具有相当的深度和广度，涵盖了并行计算机体系结构和并行算法的理论、设计和实践的各个方面，是国内外不多见的优秀著作。
陈国良教授是国家高性能计算中心(合肥)主任，长期从事并行算法和并行计算机体系结构的研究，本套丛书是作者几十年从事教学与科研工作的结晶，是目前国内该领域内容涵盖最为全面的系列著作。它的出版必将对进一步推动我国并行计算学科的发展与应用推广产生深远的影响。
由中国科技大学陈国良教授主编的这套丛书，正适应了我国高性能并行计算研究、开发、应用、教育之需。本丛书由《并行算法的设计与分析》、《并行计算机体系结构》和《并行算法实践》三大部分组成，而以《并行计算——结构·算法·编程》为全丛书之提要。该丛书以并行计算为主题，对并行计算的硬件平台(当
代主流并行计算机系统)、并行计算的理论基础(并行算法的设计与分析)和并行计算的软件支撑(并行程序设计)全面系统地展开了讨论，内容丰富，取材新近，具有相当的深度和广度，涵盖了并行计算机体系结构和并行算法的理论、设计和实践的各个方面，是国内外不多见的优秀著作。
陈国良教授是国家高性能计算中心(合肥)主任，长期从事并行算法和并行计算机体系结构的研究，本套丛书是作者几十年从事教学与科研工作的结晶，是目前国内该领域内容涵盖最为全面的系列著作。它的出版必将对进一步推动我国并行计算学科的发展与应用推广产生深远的影响。
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