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并行计算机体系结构（第2版）

样章
作者：
陈国良 等
定价：
64.00 元
版面字数：
660千字
开本：
特殊
装帧形式：
平装
版次：
2
最新版次
印刷时间：
2021年
ISBN：
978-7-04-053382-8
物料号：
53382-00
出版时间：
2021-05-20
读者对象：
高等教育
一级分类：
计算机/教育技术类
二级分类：
计算机科学与技术专业课程

本书以当代可扩放的并行计算机系统结构为主题，从硬件和软件融合的角度，着重讨论了集中式共享存储系统、分布式共享存储系统、消息传递并行处理系统、异构并行处理系统及大数据一体机的组成原理、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）；第二单元为当代主流并行计算机系统，包括集中式共享存储并行处理系统（第四章）、分布式共享存储系统（第五章）和消息传递并行处理系统（第六章）；第三单元是关于并行计算机体系结构的、较深入的内容，包括异构并行处理系统（第七章）和并行计算机新型应用——大数据一体机（第八章）。

全书取材先进，内容精练，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；也可供从事计算机体系结构研究的科技人员阅读参考。

  • 目录
    • 前辅文
      • 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
                                      • 1.5.1 并行计算模型
                                        • 1.5.2 并行程序设计模型
                                          • 1.5.3 同步
                                            • 1.5.4 通信
                                              • 1.5.5 并行化技术与程序调试
                                              • 1.6 小结
                                                • 1.6.1 当今并行机体系结构研究的几个主要问题
                                                  • 1.6.2 并行计算机中的若干新技术
                                                  • 习题
                                                    • 参考文献
                                                    • 第二章 性能评测
                                                      • 2.1 引言
                                                        • 2.1.1 什么是并行机的基本性能
                                                          • 2.1.2 为什么要研究并行机的性能评测
                                                            • 2.1.3 如何评测并行机的性能
                                                            • 2.2 机器级性能评测
                                                              • 2.2.1 CPU和存储器的某些基本性能指标
                                                                • 2.2.2 并行和通信开销
                                                                  • 2.2.3 并行机的可用性与友好性
                                                                    • 2.2.4 机器的成本､价格与性价比
                                                                    • 2.3 算法级性能评测
                                                                      • 2.3.1 加速比性能定律
                                                                        • 2.3.2 可扩放性评测标准
                                                                        • 2.4 程序级性能评测
                                                                          • 2.4.1 基准测试程序的分类
                                                                            • 2.4.2 基本基准测试程序
                                                                              • 2.4.3 并行基准测试程序
                                                                                • 2.4.4 商用基准测试程序
                                                                                  • 2.4.5 SPEC测试程序
                                                                                  • 2.5 如何提高高性能
                                                                                    • 2.5.1 任务划分
                                                                                      • 2.5.2 通信分析
                                                                                        • 2.5.3 任务组合
                                                                                          • 2.5.4 处理器映射
                                                                                            • 2.5.5 任务的分配与调度
                                                                                            • 2.6 小结
                                                                                              • 习题
                                                                                                • 参考文献
                                                                                                • 第三章 互连网络
                                                                                                  • 3.1 引言
                                                                                                    • 3.1.1 系统互连
                                                                                                      • 3.1.2 网络部件
                                                                                                        • 3.1.3 网络的性能指标
                                                                                                        • 3.2 静态互连网络
                                                                                                          • 3.2.1 典型的互连网络
                                                                                                            • 3.2.2 静态互连网络综合比较
                                                                                                            • 3.3 动态互连网络
                                                                                                              • 3.3.1 多处理机总线
                                                                                                                • 3.3.2 交叉开关
                                                                                                                  • 3.3.3 多级互连网络
                                                                                                                    • 3.3.4 动态互连网络比较
                                                                                                                    • 3.4 典型互连技术
                                                                                                                      • 3.4.1 Myrinet
                                                                                                                        • 3.4.2 HiPPI和超级HiPPI
                                                                                                                          • 3.4.3 光纤通道和FDDI环
                                                                                                                            • 3.4.4 以太网
                                                                                                                              • 3.4.5 InfiniBand网络
                                                                                                                                • 3.4.6 可扩展一致性接口SCI
                                                                                                                                • 3.5 选路与死锁
                                                                                                                                  • 3.5.1 信包传输方式
                                                                                                                                    • 3.5.2 选路算法
                                                                                                                                      • 3.5.3 死锁避免
                                                                                                                                      • *3.6 流量控制
                                                                                                                                        • 3.6.1 链路层流量控制
                                                                                                                                          • 3.6.2 端到端流量控制
                                                                                                                                          • 3.7 交换开关的设计
                                                                                                                                            • 3.7.1 端口
                                                                                                                                              • 3.7.2 内部数据路径
                                                                                                                                                • 3.7.3 通道缓冲区
                                                                                                                                                  • 3.7.4 输出调度
                                                                                                                                                  • 3.8 实例研究
                                                                                                                                                    • 3.9 小结
                                                                                                                                                      • 习题
                                                                                                                                                        • 参考文献
                                                                                                                                                        • 第四章 集中式共享存储并行处理系统
                                                                                                                                                          • 4.1 引言
                                                                                                                                                            • 4.1.1 共享存储并行处理系统
                                                                                                                                                              • 4.1.2 集中式共享存储并行处理系统的特点
                                                                                                                                                              • 4.2 高速缓存一致性和存储一致性模型
                                                                                                                                                                • 4.2.1 高速缓存一致性问题
                                                                                                                                                                  • 4.2.2 高速缓存一致的存储系统
                                                                                                                                                                    • 4.2.3 存储一致性模型
                                                                                                                                                                    • 4.3 基于总线的侦听高速缓存一致性协议
                                                                                                                                                                      • 4.3.1 总线侦听实现高速缓存一致性
                                                                                                                                                                        • 4.3.2 侦听协议的类型
                                                                                                                                                                          • 4.3.3 三态写回无效(MSI)协议
                                                                                                                                                                            • 4.3.4 四态写回无效(MESI)协议
                                                                                                                                                                              • 4.3.5 四态写回更新协议(Dragon)
                                                                                                                                                                              • 4.4 基本高速缓存一致性协议的实现
                                                                                                                                                                                • 4.4.1 正确性要求
                                                                                                                                                                                  • 4.4.2 基本实现
                                                                                                                                                                                    • 4.4.3 多级高速缓存支持
                                                                                                                                                                                    • 4.5 同步问题
                                                                                                                                                                                      • 4.5.1 基本问题
                                                                                                                                                                                        • 4.5.2 互斥操作
                                                                                                                                                                                          • 4.5.3 点到点事件同步
                                                                                                                                                                                            • 4.5.4 全局事件同步
                                                                                                                                                                                            • 4.6 实例分析
                                                                                                                                                                                              • 4.6.1 典型多核处理器——龙芯3号
                                                                                                                                                                                                • 4.6.2 典型SMP系统——SGI Challenge
                                                                                                                                                                                                • 4.7 小结
                                                                                                                                                                                                  • 习题
                                                                                                                                                                                                    • 参考文献
                                                                                                                                                                                                    • 第五章 分布式共享存储系统
                                                                                                                                                                                                      • 5.1 引言
                                                                                                                                                                                                        • 5.1.1 SMP的发展方向
                                                                                                                                                                                                          • 5.1.2 常见的共享存储系统
                                                                                                                                                                                                          • 5.2 基于CC-NUMA结构的分布式共享存储系统
                                                                                                                                                                                                            • 5.2.1 COMA与CC-NUMA
                                                                                                                                                                                                              • 5.2.2 CC-NUMA结构概述
                                                                                                                                                                                                                • 5.2.3 CC-NUMA涉及的概念
                                                                                                                                                                                                                  • 5.2.4 CC-NUMA网络互连
                                                                                                                                                                                                                    • 5.2.5 CC-NUMA操作系统优化
                                                                                                                                                                                                                    • 5.3 可扩放的高速缓存一致性协议
                                                                                                                                                                                                                      • 5.3.1 高速缓存一致性
                                                                                                                                                                                                                        • 5.3.2 基于目录的高速缓存一致性协议
                                                                                                                                                                                                                        • 5.4 放松的存储一致性模型
                                                                                                                                                                                                                          • 5.4.1 目录协议中访存事件次序的实现
                                                                                                                                                                                                                            • 5.4.2 弱存储一致性模型
                                                                                                                                                                                                                              • 5.4.3 存储一致性模型的框架模型
                                                                                                                                                                                                                                • 5.4.4 高速缓存一致性协议和存储一致性模型的关系
                                                                                                                                                                                                                                • 5.5 分布式共享存储系统实例研究
                                                                                                                                                                                                                                  • 5.5.1 小规模多路互连CC-NUMA系统
                                                                                                                                                                                                                                    • 5.5.2 大规模多路互连CC-NUMA系统
                                                                                                                                                                                                                                      • 5.5.3 Kendall Square Research的KSR1(COMA结构)
                                                                                                                                                                                                                                      • 5.6 小结
                                                                                                                                                                                                                                        • 习题
                                                                                                                                                                                                                                          • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                          • 第六章 消息传递并行处理机系统
                                                                                                                                                                                                                                            • 6.1 机群系统介绍
                                                                                                                                                                                                                                              • 6.1.1 基本概念
                                                                                                                                                                                                                                                • 6.1.2 体系结构
                                                                                                                                                                                                                                                • 6.2 MPP系统介绍
                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.2.1 MPP特性
                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.2.2 MPP系统比较
                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.3 消息传递系统设计要点
                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.3.1 可用性
                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.3.2 单系统映像
                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.3.3 Solaris MC中的单系统映像
                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.4 作业管理
                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.4.1 研究动机
                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.4.2 作业管理系统
                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.4.3 已有的JMS软件包
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.4.4 负载共享程序
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.5 并行文件系统
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.5.1 数据的物理分布
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.5.2 缓存
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.5.3 数据预取
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.5.4 I/O接口
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.6 实例分析
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.6.1 Berkeley NOW
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.6.2 IBM SP2系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.6.3 MPP实例:Intel/Sandia ASCI Option Red
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.7 小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第七章 异构并行处理系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.1 引言
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.2 GPU
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.2.1 经典图形渲染管线及其并行处理架构
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.2.2 图形渲染管线相关技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.2.3 GPGPU
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.2.4 经典GPU架构实例
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.2.5 OpenCL
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.2.6 CUDA简介
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.3 FPGA
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.3.1 FPGA基本结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.3.2 FPGA如何实现可编程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.3.3 FPGA开发流程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.3.4 影响FPGA计算性能的几大因素
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.3.5 FPGA算法设计常用方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.3.6 软硬件任务分割
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.3.7 FPGA做计算存储一体化的例子
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.4 ASIC
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.4.1 引言
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.4.2 人工神经网络算法简介
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.4.3 DianNao系列深度学习处理器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.4.4 深度学习处理器的优化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.4.5 深度学习处理器的编程方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.4.6 构造异构并行的智能系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.5 小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第八章 并行计算机新型应用——大数据一体机
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.1 引言
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.1.1 大数据一体机概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.1.2 大数据一体机体系结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.1.3 国内外现有的大数据一体机
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.2 硬件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.2.1 大数据一体机CPU体系结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.2.2 大数据一体机存储硬件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.2.3 大数据一体机数据库结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.3 存储体系结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.3.1 大数据一体机存储架构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.3.2 大数据一体机存储技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.4 网络体系结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.4.1 基于MPI并行编程模型的高效通信架构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.4.2 PCIe通道
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.5 软件优化技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.5.1 大数据计算优化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.5.2 大数据存储优化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.6 小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 参考文献

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              相关图书

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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              陈国良

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              66.00 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              现代控制系统(第八版)

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              Richard C.Dorf 等

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              64.00 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              并行计算机体系结构

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              陈国良 吴俊敏 章锋 章隆兵

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              35.00 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              并行算法实践

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              陈国良

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              49.50 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              计算机科学技术导论（专业版 第2版）

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              陶树平

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              29.80 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              计算机网络技术及应用

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              陈志刚 等

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              24.90 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              数据与计算机通信（第七版 影印版）

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              [美]William Stallings

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              62.00 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              计算机工程设计导论

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              罗四维

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              26.80 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              高校数字校园建设指南

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              蒋东兴 付小龙 等

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              20.00 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              Foundations of Computer Systems Research(计算机系统研究基础)

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              施巍松

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              59.00 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              北京大学软件与微电子学院课程体系

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              北京大学软件与微电子学院课程体系研究组

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              45.00 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              高等学校计算机专业实验教学课程建设报告

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              国家级计算机实验教学示范中心计算机专业实验教学课程建设项目组

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              40.00 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              高等学校计算机科学与技术专业应用型人才培养模式及课程体系研究

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              高等学校计算机应用型人才培养模式研究课题组 编制

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              30.00 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              北京大学计算机学科核心课程系列实验班教学实施方案

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              李文新 郭耀

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              30.00 元 收藏

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              并行计算──结构.算法.编程(第3版)

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              陈国良

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              56.00 元 收藏