并行计算技术(总结与扩充).ppt

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1、网络并行计算我们为什么要研究并行计算技术单机计算机速度的发展无法赶上人们对技术能力需求的发展并行计算是实现高性能计算最朴素的实现方法并行机的计算能力是衡量一个国家科技水平的重要指标并行计算技术是未来计算机技术的一个重要发展方向快速发展的高性能计算什么是并行计算利用多台计算机计算能力的迭加达到提高系统计算能力的目的。（人多力量大）并行计算是实现高性能计算的重要途径。并行计算技术是现代计算机技术研究的一个重要方向。并行计算技术的应用领域气象生物石油游戏科研。。。。。。行业分布2007我国Top10的用户气象领域气象数值预报数值天气预报提高准确

2、度的两种方式：1.提高分辨率2.采用更逼近真实大气复杂物理过程的模式两种方式都将带来计算量的猛增高精度天气预报并行计算机的发展Beowulf系统世界上目前最快的计算IBM的最新军用超级计算机“Roadrunner”已经完成，每秒计算能力终于超过了一千万亿次，达到了1.026PetaFlops，是目前最强的IBMBlueGene/L的两倍还多，Roadrunner一共拥有116640颗计算核心，由三种不同的处理器组成，包括12960颗改进版的IBMCell，以及少量的AMDOpteron，Roadrunner超级计算机的布线总长达到了57公

3、里，功率为3.9兆瓦，占地约6000平方英尺，总重超过500000磅。服务器分类（塔式，机架式，刀片式）SystemNameRoadrunnerSiteDOE/NNSA/LANLSystemFamilyIBMClusterSystemModelBladeCenterQS22ClusterComputerBladeCenterQS22/LS21Cluster,PowerXCell8i3.2Ghz/OpteronDC1.8GHz,VoltaireInfinibandVendorIBMApplicationareaNotSpecifiedIns

4、tallationYear2008OperatingSystemLinuxInterconnectInfinibandProcessorPowerXCell8i3200MHz(12.8GFlops)学习并行计算所需要的知识准备初级:C或C++基本的编程能力初步Linux操作系统应用知识中级：数值计算知识高级：领域应用知识进行并行程序开发所需要的软件条件必备条件：Linux操作系统MPICHGCC（GNUCompilerCollection）工具：puttyMKL(数学核心库)SSHSecure机群监控系统加速比在给定的并行计算系统上给定的

5、应用，并行算法（并行程序）的执行速度相对于串行算法（串行程序）加快的倍数，就是该并行算法（并行程序）的加速比。如何衡量一台并行机的性能Linpack测试由JackDongarra教授编写的Linpack是在高性能计算领域最出名和使用最广泛的基准测试。Linpack使用线性代数方程组，利用选主元高斯消去法在分布式内存计算机上按双精度(64bits)算法，测量解线性方程的稠密系统所需的时间。Linpack的结果按每秒浮点运算次数（flops）表示。第一个Linpack测试报告出现在1979年的Linpack用户手册上。很多人把用Linpack

6、基准测试出的最高性能指标作为衡量机器性能的标准之一。并行机的网络通讯技术一个并行程序示例#include"mpi.h"#includevoidmain(argc,argv)intargc;char*argv[];{intmyid,numprocs;/*变量是分布存储的*/intnamelen;/*变量是分布存储的*/charprocessor_name[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME];/*变量是分布存储的*/MPI_Init(&argc,&argv);MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORL

7、D,&myid);MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&numprocs);MPI_Get_processor_name(processor_name,&namelen);fprintf(stderr,"HelloWorld!Process%dof%don%s",myid,numprocs,processor_name);MPI_Finalize();}MPI（Message-PassingInterface）MPI本身不是一个具体的函数实现，它是根据应用程序对消息传递功能的需求，全球工业、应用和研究部门联合推出

8、标准的消息传递界面函数标准，从而保证并行应用程序的可移植性。MPI标准的制定需要在较高的通信性能，较好的程序可移植性，强大的功能之间得到平衡。基于消息传递的并行计算基本函数MPI_Init()