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Hochleistungsrechnen mit HPF

59,99 €

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Beschreibung

Details

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

11.09.2001

Abbildungen

XI, mit Abbildungen 23,5 cm

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

344

Maße (L/B/H)

23,5/15,5/2 cm

Gewicht

546 g

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-540-42366-9

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Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

11.09.2001

Abbildungen

XI, mit Abbildungen 23,5 cm

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

344

Maße (L/B/H)

23,5/15,5/2 cm

Gewicht

546 g

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-540-42366-9

Herstelleradresse

Springer-Verlag GmbH
Tiergartenstr. 17
69121 Heidelberg
DE

Email: ProductSafety@springernature.com

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  • 1 Hardware.- 1.1 Prozessoren.- 1.1.1 Das Pipeline-Prinzip.- 1.1.2 RISC-Prozessoren.- 1.1.3 Pipeline-Prinzip in RISC-Prozessoren.- 1.1.4 Vektorprozessoren.- 1.2 Speicher.- 1.2.1 Die Parameter eines Speichersystems.- 1.2.2 Speicherhierarchien.- 1.2.3 Adressierungsarten.- 1.2.4 Register.- 1.2.5 Der Cache-Speicher.- 1.2.6 Cache-Kohärenz.- 1.2.7 Der Hauptspeicher.- 1.2.8 Die Speicherung von Datenstrukturen.- 1.3 Kommunikation.- 1.3.1 Leistung.- 1.3.2 Skalierbarkeit.- 1.3.3 Technologie.- 1.3.4 Verbindungstypen.- 1.3.5 Verbindungsstrukturen.- 1.3.6 Kommunikationsstrukturen.- 1.4 Parallelrechner.- 1.4.1 Grobstruktur von Parallelrechnern.- 1.4.2 Klassifikation von Rechnerarchitekturen.- 1.4.3 Speichergekoppelte Systeme.- 1.4.4 Nachrichtengekoppelte Systeme.- 1.5 Entwicklungstrends.- 2 Leistung.- 2.1 Der Begriff „Leistung“.- 2.1.1 Der Leistungsfaktor Arbeit.- 2.1.2 Der Leistungsfaktor Zeit.- 2.2 Quantifizierung der Leistung.- 2.2.1 Analytische Leistungsbewertung der Hardware.- 2.2.2 Die Leistung von Vektorprozessoren.- 2.2.3 Der Leistungseinfluß des Speichers.- 2.2.4 Empirische Leistungsbewertung.- 2.2.5 Bewertung von leistungssteigernden Maßnahmen.- 2.2.6 Das Gesetz von Amdahl.- 2.2.7 Das Modell von Gustafson.- 2.2.8 Variable Parallelisierbarkeit.- 2.3 Benchmarks.- 2.3.1 Herkunft von Benchmarks.- 2.3.2 Ziele von Benchmarks.- 2.4 Beispiele für Benchmarks.- 2.4.1 EuroBen.- 2.4.2 Flops.- 2.4.3 GENESIS Distributed Benchmarks.- 2.4.4 LINPACK-Benchmark für einen Prozessor.- 2.4.5 LINPACK-Benchmark für Parallelrechner.- 2.4.6 Livermore Loops.- 2.4.7 LLCbench.- 2.4.8 NAS Parallel Benchmarks (NPB).- 2.4.9 PARKBENCH.- 2.4.10 Perfect-Benchmark.- 2.4.11 SLALOM.- 2.4.12 SPEC-Benchmarks.- 2.4.13 Whetstone.- 2.4.14 Andere Benchmarks.- 2.5 Schwächen von Benchmarks.- 2.5.1 Kritik an Benchmarkresultaten.- 2.5.2 Das Zusammenfassen von Benchmarkresultaten.- 2.5.3 Standardisierungen.- 2.6 Das Preis-Leistungs-Verhältnis.- 2.6.1 Definition des PLV.- 2.6.2 Vergleich von Computersystemen.- 2.6.3 Der Gordon-Bell-Preis.- 3 Algorithmen.- 3.1 Grundoperationen der Linearen Algebra.- 3.1.1 Vektor-Vektor-Operationen.- 3.1.2 Matrix-Vektor-Operationen.- 3.1.3 Matrix-Matrix-Operationen.- 3.1.4 BLAS.- 3.1.5 Geblockte Algorithmen.- 3.1.6 Das Aufrollen von Schleifen.- 3.2 Die Matrizenmultiplikation.- 3.2.1 Matrix-Vektor-Multiplikation.- 3.2.2 Matrix-Matrix-Multiplikation.- 3.2.3 Die ijk-Form.- 3.2.4 Verschiedene Formen der Matrizenmultiplikation.- 3.2.5 Maßnahmen zur Leistungsverbesserung.- 3.2.6 Matrix-Matrix-Multiplikation auf Parallelrechnern.- 3.3 Die Lösimg linearer Gleichungssysteme.- 3.3.1 LU-Zerlegung.- 3.3.2 Schleifenreihenfolgen.- 3.3.3 Komplexität der LU-Zerlegung.- 3.3.4 Pivot Strategien.- 3.3.5 Geblockte LU-Zerlegung.- 3.3.6 LU-Zerlegung auf Parallelrechnern.- 3.3.7 Cholesky-Zerlegung.- 4 Fortran 95.- 4.1 Felder.- 4.1.1 Die Darstellung von Literalen.- 4.1.2 Die Vereinbarung von Feldern.- 4.2 Belegung und Verknüpfung von Feldern.- 4.2.1 Die Speicherung von Feldern.- 4.2.2 Der Zugriff auf Felder.- 4.2.3 Die Wertzuweisung.- 4.2.4 Operatoren.- 4.3 Die Verarbeitung von Feldern.- 4.3.1 Elementweise Operationen auf Feldern.- 4.3.2 Auswahl mit Feld-Bedingungen.- 4.3.3 Speicherverwaltung.- 4.3.4 Felder als Parameter.- 4.3.5 Funktionen mit Feldresultaten.- 4.3.6 Vordefinierte Unterprogramme.- 4.4 Unterprogrammschnittstellen.- 4.4.1 Explizite Schnittstellen.- 4.4.2 Implizite Schnittstellen.- 4.4.3 Schnittstellenblöcke.- 4.5 FORALL.- 4.5.1 Die FORALL-Anweisung.- 4.5.2 Der FORALL-Block.- 4.6 PURE-Unterprogramme.- 4.6.1 Syntaxregeln für das PURE-Präfix.- 4.6.2 Einschränkungen.- 5 High Performance Fortran - HPF.- 5.1 Die Entwicklung von HPF.- 5.2 Die Konzeption von HPF.- 5.2.1 HPF und Fortran.- 5.2.2 Das Programmiermodell von HPF.- 5.2.3 Die syntaktische Struktur von HPF.- 5.3 Datenverteilung und Datenausrichtung.- 5.3.1 Das Modell der Datenabbildung.- 5.3.2 Die PROCESSORS-Anweisung.- 5.3.3 „*“ in ALIGN- und DISTRIBUTE-Anweisungen.- 5.3.4 Die DISTRIBUTE-Anweisung zur Datenverteilung.- 5.3.5 Die ALIGN-Anweisung zur Datenausrichtung.- 5.3.6 Die TEMPLATE-Anweisung.- 5.3.7 Der Kommunikationsaufwand.- 5.4 Datenabbildung in Unterprogrammen.- 5.4.1 Vorschreibendes ALIGN und DISTRIBUTE.- 5.4.2 Transkriptive Datenabbildung.- 5.4.3 Die INHERIT-Anweisung.- 5.4.4 Änderungen im Vergleich zu HPF 1.- 5.4.5 Abstrakte Prozessoren in Unterprogrammen.- 5.4.6 Templates in Unterprogrammen.- 5.5 Datenparallele Verarbeitung.- 5.5.1 PURE-Unterprogramme.- 5.5.2 Die INDEPENDENT-Anweisung.- 5.6 EXTRINSIC-Unterprogramme.- 5.6.1 Das EXTRINSIC-Präfix.- 5.6.2 Der Aufruf von EXTRINSIC-Unterprogrammen.- 5.6.3 HPF und Numerische Software.- 5.7 Speicher- und Abfolgeassoziierung.- 5.7.1 Die SEQUENCE-Anweisung.- 5.7.2 Parameterübergabe und Abfolgeassoziierung.- 6 Anerkannte Erweiterungen von HPF.- 6.1 Erweiterungen für die Datenabbildung.- 6.1.1 Dynamische Datenabbildung.- 6.1.2 Neue Verteilungsformate.- 6.1.3 Erweiterungen der DISTRIBUTE-Anweisung.- 6.1.4 Die RANGE-Anweisung.- 6.1.5 Die SHADOW-Anweisung.- 6.2 Daten- und Funktionsparallelismus.- 6.2.1 Aktive Prozessoren.- 6.2.2 Die ON-Anweisung.- 6.2.3 Die RESIDENT-Anweisung.- 6.2.4 Die TASK_ REGION-Anweisung.- 6.3 Erweiterungen für extrinsische Unterprogramme.- 6.3.1 Das LOCAL-Modell.- 6.3.2 Das SERIAL-Modell.- 6.3.3 Einbindungen verschiedener Programmiersprachen.- 6.4 Neue und erweiterte Unterprogramme.- 6.4.1 Vordefinierte Unterprogramme.- 6.4.2 Erweiterungen der HPF-Bibliothek.- 6.5 Asynchrone Ein-/Ausgabe.- 7 Andere Arten der Programmierung von Parallelrechnern.- 7.1 Expliziter Nachrichtenaustausch.- 7.1.1 Parallel Virtual Machine (PVM).- 7.1.2 Message Passing Interface (MPI).- 7.2 Programmierung speichergekoppelter Mehrprozessoren.- 7.2.1 OpenMP.- 7.2.2 Thread-Pakete.- 7.2.3 SHMEM.- 7.3 Virtual Shared Memory.- 7.4 Paralleles Programmieren mit Java.- A HPF-Unterprogramme.- A.1 Vordefinierte Unterprogramme.- A.2 Bibliotheksunterprogramme.- A.2.1 SUBROUTINEs zur Datenabbildungsabfrage.- A.2.2 Bit-Manipulationsfunktionen.- A.2.3 Feld-Sortierfunktionen.- A.2.4 Feld-Reduktionsfunktionen.- A.2.5 Feld-Streufunktionen.- A.2.6 Präfix- und Suffix-Feldfunktionen.- Literatur.