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正版新书]经典并行与量子并行:提升并挖掘计算系统的潜在性能
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前言
第1章 计算概念的谱系
1.1 引言/2
1.2 计算概念谱系化的意义/3
1.3 计算概念的谱系/4
1.3.1 算势/5
1.3.2 算力/7
1.3.3 算术/10
1.3.4 算法/11
1.3.5 算礼/13
1.4 计算概念谱系组分的相互关系/14
1.5 从场的角度认识算势与算力的异同/16
1.6 证明与计算之间的关系/20
1.7 本章小结/23
1.8 思考题/23
……
刘宇航 中国科学院计算技术研究所副研究员,《中国计算机学会通讯》编委、专栏作家,中国计算机学会职业伦理和公共政策工作委员会常务委员,中国计算机学会高级会员。研究方向为计算机体系结构、高性能计算、存储系统、智能并发系统等。在包括HPCA、SC、DAC、TPDS等国内外高水平的期刊和学术会议上累计发表论文60余篇,专著3部,发明专利10余项,一系列关键技术实际落地应用到国产智能手机等一线芯片或系统,致力于构建信息技术新体系以解决卡脖子技术难题。
本书从算势和算力的视角对传统的并行计算进行了一次新的审视,尤其是将量子并行计算与经典并行计算使用统一的角度去观察,是一种极大地创新。从内容看,这种尝试是非常成功的:本书包含了经典并行计算中经常讨论的话题,如并行体系结构、性能模型、存储模型、共享存储结构与编程、分布式存储与编程、连接并行计算部件的互连网络、并行计算机中的资源调度、并行输入输出、高速缓存一致性及事务内存等,这些内容十分重要,是并行计算的重要基础概念,在算力算势的角度下,这些内容又焕发出新的生机。同时,本书也详略得当地介绍了量子并行的内容,对后摩尔时代的我们来说,这些内容是我们继续使用并行计算这一方式挖掘新方法,新思路,解决新问题的工具,是异常宝贵的。将经典并行和量子并行相结合,可以使读者有广阔的视角和思路解决问题。
本书深入浅出介绍后摩尔时代的并行计算核心技术,理论与实践并重,同时兼顾数学模型、结构模型、编程模型。本书具有以下特色:从概念上明确算势与算力的联系与区别,强调在后摩尔时代背景下从潜在能力(算势)到实际能力(算力)的充分转化的重要性;注重量化分析和理论推导,单列一章对计算性能模型和存储性能进行了介绍;注重并行应用程序的设计,单列一章介绍并对比分析了共享存储编程与非共享存储编程的基本原理;注重融会贯通,培养整体观念,分别考察了共享存储结构和分布式存储结构,揭示潜在的可利用的并行硬件资源以及对应的编程方法;编制了大量的原创的有助于提高读者理解深度和应用知识能力的例题;在国内外同类教材或专著中,率先以算势和算力的统一的视角,系统对比了经典并行计算与量子并行计算,促进两个领域的沟通融合。
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