并行计算概述课件

1、平行计算，结构算法编程，1，学习AC PPT，平行计算结构算法编程，第一并行计算的基础第一章并行电脑系统及其结构模型第二章现代并行系统：SMP，MPP和集群第三章平行计算性能评估第二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，2，AC 平行计算结构算法编程，第三章并行数值算法8章基本通信任务第9章密集矩阵运算10章线性方程解决第11章快速傅里叶变换4篇并行节目设计第12章并行节目设计基础第13章并行节目设计模型和孔刘存储系统编程第14章分布式存储系统并行编程第15章并行编程环境和工具，第3章，学习AC PPT，第一章并行计算机系统和结

2、构模型， 1.1平行计算1.1.1平行计算和计算科学1.1.2现代科学和工程问题的计算要求1.2并行电脑系统互连1.2.1系统互连1.2.2静态互连网络1.2.3动态互连网络1.2 计算科学是利用计算方法解决应用问题的交叉学科。理论模型复杂，或者尚未建立，实验成本高，或者不能进行计算科学：计算物理、计算化学、计算生物学等科学和工程问题：气象预报、水池模拟、核武器数值模拟、太空船设计、基因测序等。需求类型：计算密集型、数据密集、网络密集。5，学习交流PPT，6，学习交流PPT，7，学习交流PPT，平行计算，美国HPCC节目：高性能计算和通信，主要挑战，3T性能美国Petaflops研究项目：Pf

3、lop/s .美国ASCI节目高性能，8，学习交流PPT，9，学习交流PPT，10，学习交流PPT，11，学习交流PPT，12，学习交流PPT，13，学习交流PPT，高性能电脑，英特尔奔腾pro SGITop1、2002、vphewlett-packard asci q: 7 tflops、top2、3、2002、alpha server中国联想：1 tflops、top43单向网络中入射边和射出边的总和称为节点图。网络直径：网络中两个节点之间的最大距离，即最大路径数。剖面宽度与剖面宽度：必须从分割网路的一半移除的最小侧面数与剖面频宽(Bisection Width) :秒内，在最小剖面平面中

4、通过所有连接的最大资讯位元(或位元组)数在任何节点上检视网路时相同静态互连网络与动态互连网络；静态互连网络：在程序单元之间具有固定连接的网络类型，在节目执行期间，点对点连结会变更典型的静态网络包括一维线性阵列、二维网格、树连接、超立方体网络、立方体环、褶边交换网、蝴蝶网络等动态网络。由交换机交换机组成，可以根据应用节目要求动态更改连接配置。典型的动态网络包括巴士、交叉交换机、多级互连网络等。，18，学习交流PPT，静态互连网络(1)，一维线性阵列(1-D线性阵列):在并行系统中，最简单、最基本的互连方法是每个节点仅与左右邻居连接，也称为两个邻居连接，N个节点是N个节点。与拓扑中的环相同，环可以

5、是单向的，也可以是双向的，节点角度为常数2、直径或(双向环)或N-1(单向环)，截面宽度为2、19，学习AC PPT，静态互连网络(2)，2D网格截面宽度为垂直环节点角度始终为4，网络直径为4，截面宽度在垂直和水平方向上都环绕。二维动态观察(2-D Torus)，节点角度始终为4，网络直径始终为3，截面宽度为1，树直径尽可能增加节点角度将直径减小为2，从而成为星形网络。如果截面宽度是传统的二叉树，最大的问题是根很容易成为通信瓶颈。(约翰f肯尼迪，美国电视电视剧，剖面图)胖树节点之间的通道从叶到根逐渐变宽。21，学习交流PPT，静态互连网络(4)，超立方体：n-立方体由顶点组成，3-立方体如图(

6、A)所示。4-立方体由两个3-立方体的相应顶点连接，如图(b)所示。N-立方体的节点度为n，网络直径为n，截面宽度为。如图(D)所示，如果用一个环替换3-立方体的每个顶点以构成3-立方体环，则每个顶点的角度为3，而不是n牙齿。22、学习AC PPT、嵌入、将网络中的每个节点映射到不同的网络，以使用“扩展”(Dilation)系数说明嵌入质量。这是嵌入网络中的一个链路响应将嵌入的网络所需的最大链路数。如果牙齿系数为1，则称为完美嵌入。环形网络可以完全嵌入到2D环绕网络中。23，学习交流PPT，内置，24，学习交流PPT，交叉开关通常用作两种茄子方法。一种是对称的多处理器或多电脑群集的处理器之间的

7、通信。另一种用于在SMP服务器或矢量超级计算机的处理器和存储之间进行访问。27、学习型交流PPT、动态互连网络(3)、单层交叉交换机多级互连网络多级互连网络(MIN)、28、学习型交流PPT、动态互连网络(但是是一对一或这是输出冲突级别之间的互连：统一洗牌、蝴蝶、多通道统一洗牌、交叉开关、多维数据集连接N输入网络要求级别开关、Ilinois University中的C网络可以防止8个处理器同时访问存储时发生冲突。29，学习交流PPT，动态互连网络比较，N，节点大小W，数据宽度，30，学习交流PPTMyrinet可以假定任何拓扑，而不限于交换机网格或规则结构。Myrinet在数据链路层具有可变长

8、度数据包格式，对每个链路执行流控制和错误控制，使用切线选择方法和可自定义的可编程主机接口。在物理层，Myrinet网络使用最多3米的全双工SAN链路，最大速度为(1.281.28)Gbps(当前为2.56 2.56) Myrinet交换交换机33608，12，16通信端口my riis 140 of the November 2002 top 500 use me在大型计算机和超级计算机行业，HiPPI用作短距离系统到系统和系统到外围设备连接的高速I/O通道。1993年，ANSI X3T9.3委员会批准了涵盖物理层和数据链路层的HiPPI标准，但牙齿两层以上的所有法规均因用户而异。HiPPI是

9、单工作点到工作点的资料传输接口，运行速度为800Mbps到1.6Gbps。SGI和Los Alamos National Laboratory成功开发了HiPPI技术，该技术提供的潜在6.4Gbps速度比HiPPI快8倍，延迟更低。SGI和LOS Alamos National Laboratory都开发了HiPPI技术，用于部署高达25.6Gbps的HiPPI交换交换机。HiPPI通道和HiPPI交换交换机用于SGI电源挑战服务器、IBM 390主机、Cray Y/MP、C90、T3D/T3E等系统、33、AC PPT学习、HiPPI通道和交换机中的LAN主干光纤通道光纤通道(FC):通道和

10、网路标准集成光纤通道可以是孔刘介质或交换技术。光纤通道操作速度范围为100-133、200、400和800Mbps。FCSI供应商也在未来推出速度更快(1、2或4Gbps)的光纤通道光纤通道的价值。这些LAN是基于光纤通道技术的网络拓扑的灵活性，是光纤通道的主要资产。支持点对点、仲裁环和交换机结构连接FDDI :光纤分布式数据介面光纤分布式数据接口(FDDI)FDDI。FDDI使用双向光纤令牌环提供100-200Mbps的资料传输速度。FDDI具有互连大量设备的功能。现有FDDI只能异步工作。学习型AC PPT、双向FDDI环由主干、36、学习型AC PPT、标准网络(4)和异步传输模式(AT

11、M):由ATM论坛和ITU标准定义，该论坛成立于1991年。ATM是独立于媒体的消息传输协议，通过将消息段更改为较短的固定长度53字节来发送消息。牙齿技术基于收购更换机制。ATM的目的是将实时和拆分数据传输合并到单个网络技术中。ATM网络支持25到51、155和622Mbps的不同速度，速度越低，ATM交换机和使用的链路价格就越低。37，学习交流PPT，香港大学开发的Pearl集群，38，学习交流PPT，标准互连网络(5)，39，学习交流PPT，并行电脑架构模型，40，学习交流PPT，并行电脑体系结构集成大量节点通过高速网络相互连接，节点遵循外壳结构。这意味着将商用微处理器和节点的其他部分(包

12、括主板级缓存、内存、NIC和DISK)连接到自定义外壳电路。升级CPU的优点是只需更换shell。41，学习交流PPT，5茄子结构特性列表，42，学习交流PPT，并行电脑访问模型(1)，统一内存访问(UMA)模型是统一存储访问模型的缩写。其特点是物理内存由所有处理器统一共享。所有处理器都使用相同的时间访问存储单词。每个处理器均可配备专用高速缓存：外围设备也可以采用一定的格式共享。43，AC PPT，并行电脑访问模型(2)，非统一内存访问(NUMA)模型学习非统一存储访问模型的缩写。孔刘存储实际上分布在所有处理器上，其特征是所有本地存储集合构成了全局地址空间。处理器存取记忆体的时间不同。访问本地内存LM或组中的共享内存CSM速度更快，访问非现场存储或全局共享内存GSM速度更慢(源自非统一存储访问名称)。每个处理器都可以拥有前所未有的专用高速缓存，外围设备可以以任何形式共享。44，学习交流PPT，并行电脑访问模型(3)，CACHE-Only Memory Access模型是完整缓存存储访问的缩写。每个处理器节点都没有存储层，并且所有缓存都构成了全局地址空间。使用分布式高速缓存目