高性能計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)

第1章 并行計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)導(dǎo)論
1.1 計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)及其重要概念
1.1.1 計算模型及其驅(qū)動類型
1.1.2 計算機(jī)發(fā)展的演變與現(xiàn)狀
1.1.3 計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)及其分類
1.1.4 并行性及其提高的技術(shù)途徑
1.2 并行計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)概論
1.2.1 并行計算模型
1.2.2 并行計算機(jī)及其發(fā)展歷程
1.2.3 并行計算的相關(guān)概念
1.2.4 并行算法的構(gòu)建過程
1.3 并行計算機(jī)的互連網(wǎng)絡(luò)
1.3.1 互連網(wǎng)絡(luò)與互連函數(shù)
1.3.2 互連網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特性參數(shù)
1.3.3 靜態(tài)互連網(wǎng)絡(luò)
1.3.4 動態(tài)互連網(wǎng)絡(luò)
1.3.5 常用多級交叉開關(guān)互連網(wǎng)絡(luò)
1.4 并行計算機(jī)的存儲結(jié)構(gòu)模型
1.4.1 高性能存儲的類型及其結(jié)構(gòu)原理
1.4.2 存儲器的物理結(jié)構(gòu)模型
1.4.3 存儲器的邏輯結(jié)構(gòu)模型
1.4.4 Cache層次一致性及其維護(hù)
練習(xí)題
第2章 多處理機(jī)的組織結(jié)構(gòu)及其性能
2.1 多處理機(jī)概述
2.1.1 多處理機(jī)與多計算機(jī)
2.1.2 多處理機(jī)的分類及其比較
2.1.3 多處理機(jī)的組織模型與特點(diǎn)
2.1.4 多處理機(jī)操作系統(tǒng)
2.1.5 多處理機(jī)并行程序開發(fā)工具
2.2 多處理機(jī)的訪問通信與結(jié)構(gòu)模型
2.2.1 多處理機(jī)的存儲訪問模型
2.2.2 多處理機(jī)的數(shù)據(jù)通信模型
2.2.3 多處理機(jī)的結(jié)構(gòu)模型及其特性
2.2.4 多處理機(jī)結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展趨勢
2.3 多處理機(jī)程序的并行性
2.3.1 程序并行性算法的構(gòu)造
2.3.2 程序并行性的數(shù)據(jù)相關(guān)與檢測
2.3.3 并行程序設(shè)計語言
2.3.4 并行優(yōu)化編譯程序
2.3.5 程序并行性的度量計算
2.4 多處理機(jī)的性能分析
2.4.1 多處理機(jī)性能提高的有限性
2.4.2 多處理機(jī)基本性能模型
2.4.3 多處理機(jī)通信性能模型
2.4.4 異構(gòu)多處理機(jī)任務(wù)調(diào)度
2.5 多處理機(jī)的性能評測
2.5.1 多處理機(jī)性能評測概述
2.5.2 多處理機(jī)機(jī)器級性能評測
2.5.3 多處理機(jī)算法級性能評測
2.5.4 多處理機(jī)程序級性能評測
練習(xí)題
第3章 特殊多處理機(jī)與多處理機(jī)實(shí)例
3.1 高性能微處理器及其多線程
3.1.1 多核與多核處理器
3.1.2 多核處理器產(chǎn)生的原因
3.1.3 多線程與超線程
3.1.4 多線程實(shí)現(xiàn)途徑及其支持技術(shù)
3.1.5 多核同時多線程
3.1.6 典型多核微處理器
3.2 機(jī)群多處理機(jī)
3.2.1 機(jī)群多處理機(jī)及其性能特點(diǎn)
3.2.2 機(jī)群多處理機(jī)的分類
3.2.3 機(jī)群多處理機(jī)的軟件組織
3.2.4 機(jī)群多處理機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)
3.2.5 典型機(jī)群多處理機(jī)實(shí)例
3.3 大規(guī)模并行多處理機(jī)
3.3.1 大規(guī)模并行多處理機(jī)及其組織結(jié)構(gòu)
3.3.2 MPP的性能特點(diǎn)及其系統(tǒng)軟件組織策略
3.3.3 典型M：PP實(shí)例
3.4 典型共享存儲多處理機(jī)實(shí)例
3.4.1 集中共享多處理機(jī)SGI Challenge
3.4.2 分布共享多處理機(jī)Origin
3.4.3 全對稱共享多處理機(jī)曙光1號
練習(xí)題
第4章 多處理機(jī)共享存儲一致性及其實(shí)現(xiàn)
4.1 共享存儲Cache一致性概述
4.1.1 共享存儲及其Cache間的一致性
4.1.2 共享存儲Cache間不一致性的原因
4.1.3 共享存儲Cache一致性維護(hù)
4.1.4 集中共享Cache一致性協(xié)議
4.1.5 分布共享Cache一致性協(xié)議
4.2 偵聽Cache一致性維護(hù)協(xié)議規(guī)范及其實(shí)現(xiàn)
4.2.1 二態(tài)寫直達(dá)無效協(xié)議規(guī)范及其算法
4.2.2 三態(tài)寫回?zé)o效協(xié)議規(guī)范及其算法
4.2.3 四態(tài)寫回?zé)o效協(xié)議規(guī)范及其算法
4.2.4 四態(tài)寫回 新協(xié)議規(guī)范及其算法
4.2.5 四態(tài)寫一次直達(dá)寫回?zé)o效協(xié)議規(guī)范及其算法
4.2.6 高速緩存控制器的組成邏輯
4.3 目錄Cache一致性維護(hù)協(xié)議規(guī)范及其算法
4.3.1 目錄Cache一致性維護(hù)協(xié)議及其分類
4.3.2 全映射目錄協(xié)議規(guī)范及其實(shí)現(xiàn)算法
4.3.3 有限目錄協(xié)議規(guī)范及其實(shí)現(xiàn)算法
4.3.4 鏈?zhǔn)侥夸泤f(xié)議規(guī)范及其實(shí)現(xiàn)算法
4.4 共享存儲一致性及其實(shí)現(xiàn)模型
4.4.1 異元一致性與存儲一致性模型
4.4.2 順序一致性模型及其實(shí)現(xiàn)
4.4.3 放松存儲一致性模型及其實(shí)現(xiàn)
4.4.4 存儲一致性模型的目的及其框架
4.5 集中共享多級Cache一致性及其實(shí)現(xiàn)
4.5.1 多級Cache包含性與分事務(wù)總線
4.5.2 多級Cache包含性的維護(hù)
4.5.3 分事務(wù)總線的實(shí)現(xiàn)
4.5.4 分事務(wù)總線多級高速緩存的實(shí)現(xiàn)
練習(xí)題
第5章 多處理機(jī)的數(shù)據(jù)通信與同步操作
5.1 數(shù)據(jù)通信協(xié)議結(jié)構(gòu)與高性能通信網(wǎng)絡(luò)
5.1.1 數(shù)據(jù)通信的性能指標(biāo)及其影響因素
5.1.2 數(shù)據(jù)通信協(xié)議結(jié)構(gòu)及其低層實(shí)現(xiàn)
5.1.3 商品化高性能通信網(wǎng)絡(luò)
5.2 數(shù)據(jù)通信的路徑選擇與流量控制
5.2.1 路徑選擇與虛擬通道
5.2.2 路徑選擇算法及其分類
5.2.3 死鎖及其解除避免方法
5.2.4 流量控制及其控制策略
5.3 多處理機(jī)的數(shù)據(jù)通信時延
5.3.1 數(shù)據(jù)通信(含存儲訪問)時延處理