高性能计算系统

课程编码：180086081201P3004H 英文名称：High Performance Computing System 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：迟学斌等

让学生掌握基础并行计算方法，并行程序编写方法。

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第一章 并行计算综述 3学时 迟学斌
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 并行计算机网络体系结构 1.5学时 迟学斌
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 1.5学时 迟学斌
第1节 并行计算机系统-SMP
第2节 并行计算机系统-MPP
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 3学时 迟学斌
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 3学时 迟学斌
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 FFT并行算法 3学时 迟学斌
第1节 一维串行FFT算法
第2节 二维串行FFT算法
第3节 FFT实现技术
第七章 MPI并行程序设计 1.5学时 迟学斌
第1节 并行程序类型
第2节 MPI并行程序的基本结构
第3节 MPI并行环境管理函数
第4节 MPI通信子操作
第八章 点到点通信函数 4.5学时 迟学斌
第1节 阻塞式SEND和RECV
第2节 合成函数SENDRECV
第3节 消息查询函数
第4节 非阻塞式ISEND和IRECV
第5节 消息请求完成函数
第6节 消息请求检查函数
第7节 持久通讯函数SEND\_INIT和RECV\_INIT
第8节 高维进程
第九章 自定义数据类型 3学时 迟学斌
第1节 CONTIGUOUS数据类型
第2节 数据类型辅助函数
第3节 VECTOR数据类型
第4节 INDEX数据类型
第5节 STRUCT数据类型
第6节 特殊数据类型与绝对原点
第7节 MPI的数据打包与拆包
第十章 MPI聚合通信 3学时 迟学斌
第1节 障碍同步MPI\_Barrier
第2节 广播MPI\_Bcast
第3节 收集MPI\_Gather
第4节 散播MPI\_Scatter
第5节 全交换MPI\_Alltoall
第十一章 MPI归约操作 3学时 迟学斌
第1节 归约MPI\_Reduce
第2节 运算种类与可用数据类型
第3节 前缀MPI\_Scan
第4节 归约散播MPI\_Reduce\_scatter
第5节 自定义运算
第十二章 MPI组操作 1.5学时 迟学斌
第1节 进程组的创建
第2节 进程组管理
第十三章 并行程序实例 1.5学时 迟学斌
第1节 $\pi$值近似计算程序
第2节 数据广播并行程序
第3节 数据分散并行程序
第十四章 人工智能与高性能计算的融合介绍 3学时 王彦棡
第1节 人工智能与高性能计算的融合介绍
第十五章 答疑 3学时 迟学斌
第1节 答疑
第十六章 考试 3学时 迟学斌
第1节 考试

迟学斌，1963.10，男，中国科学院计算机网络信息中心研究员，自1986年开始并行计算研究，现在正在承担国家自然科学基金项目1项，国家重点研发计划课题1项。曾获国家科技进步二等奖4次，国务院特殊津贴。