并行处理技术

全屏查看

1 并行处理技术基础 #

mindmap
    id1[并行处理技术基础]
        id1-1[并行处理概述]
        id1-2[并行处理定义与目标]
        id1-3[并行处理发展历程]
        id1-4[并行处理与串行处理的比较]
        id1-5[并行处理的应用领域]
        id1-6[并行处理分类]
        id1-7[按处理方式分类:数据并行、任务并行]
        id1-8[按粒度分类:细粒度、中粒度、粗粒度并行]
        id1-9[按指令流和数据流分类:SISD、SIMD、MISD、MIMD]
        id1-10[按硬件结构分类:多处理器系统、多计算机系统]
        id1-11[并行处理性能指标]
        id1-12[加速比与Amdahl定律]
        id1-13[效率与可扩展性]
        id1-14[吞吐量与延迟]
        id1-15[并行开销分析]
并行处理概述
并行处理定义与目标
并行处理发展历程
并行处理与串行处理的比较
并行处理的应用领域
并行处理分类
按处理方式分类:数据并行、任务并行
按粒度分类:细粒度、中粒度、粗粒度并行
按指令流和数据流分类:SISD、SIMD、MISD、MIMD
按硬件结构分类:多处理器系统、多计算机系统
并行处理性能指标
加速比与Amdahl定律
效率与可扩展性
吞吐量与延迟
并行开销分析

2 并行计算机体系结构 #

并行计算机分类
Flynn分类法详解
共享内存多处理器系统
分布式内存多计算机系统
集群计算与网格计算
多处理器系统
对称多处理器 SMP
大规模并行处理器 MPP
非均匀内存访问 NUMA 系统
缓存一致性协议
多核处理器架构
多核处理器发展历程
同构多核与异构多核
核间通信机制
多核缓存层次结构
mindmap
    id2[并行计算机体系结构]
        id2-1[并行计算机分类]
        id2-2[Flynn分类法详解]
        id2-3[共享内存多处理器系统]
        id2-4[分布式内存多计算机系统]
        id2-5[集群计算与网格计算]
        id2-6[多处理器系统]
        id2-7[对称多处理器 SMP]
        id2-8[大规模并行处理器 MPP]
        id2-9[非均匀内存访问 NUMA 系统]
        id2-10[缓存一致性协议]
        id2-11[多核处理器架构]
        id2-12[多核处理器发展历程]
        id2-13[同构多核与异构多核]
        id2-14[核间通信机制]
        id2-15[多核缓存层次结构]

3 并行编程模型 #

mindmap
    id3[并行编程模型]
        id3-1[共享内存编程模型]
        id3-2[线程与进程概念]
        id3-3[POSIX线程 pthreads]
        id3-4[OpenMP编程模型]
        id3-5[同步与互斥机制]
        id3-6[消息传递编程模型]
        id3-7[消息传递接口 MPI]
        id3-8[进程通信模式]
        id3-9[集体通信操作]
        id3-10[消息传递性能优化]
        id3-11[数据并行编程模型]
        id3-12[SIMD编程模型]
        id3-13[向量处理技术]
        id3-14[GPU并行计算]
        id3-15[CUDA和OpenCL编程]
共享内存编程模型
线程与进程概念
POSIX线程 pthreads
OpenMP编程模型
同步与互斥机制
消息传递编程模型
消息传递接口 MPI
进程通信模式
集体通信操作
消息传递性能优化
数据并行编程模型
SIMD编程模型
向量处理技术
GPU并行计算
CUDA和OpenCL编程

4 并行算法设计 #

并行算法基础
并行算法设计原则
任务划分策略
负载平衡技术
并行算法复杂度分析
典型并行算法
并行排序算法
并行搜索算法
并行图算法
并行数值算法
并行算法优化
数据局部性优化
通信优化技术
并行I/O优化
容错与恢复机制
mindmap
    id4[并行算法设计]
        id4-1[并行算法基础]
        id4-2[并行算法设计原则]
        id4-3[任务划分策略]
        id4-4[负载平衡技术]
        id4-5[并行算法复杂度分析]
        id4-6[典型并行算法]
        id4-7[并行排序算法]
        id4-8[并行搜索算法]
        id4-9[并行图算法]
        id4-10[并行数值算法]
        id4-11[并行算法优化]
        id4-12[数据局部性优化]
        id4-13[通信优化技术]
        id4-14[并行I/O优化]
        id4-15[容错与恢复机制]

5 并行处理关键技术 #

mindmap
    id5[并行处理关键技术]
        id5-1[指令级并行]
        id5-2[流水线技术]
        id5-3[超标量处理器]
        id5-4[超长指令字 VLIW]
        id5-5[分支预测技术]
        id5-6[线程级并行]
        id5-7[多线程处理器]
        id5-8[同时多线程 SMT]
        id5-9[芯片多处理器 CMP]
        id5-10[硬件多线程实现]
        id5-11[数据级并行]
        id5-12[向量处理器]
        id5-13[SIMD扩展指令集]
        id5-14[流处理器]
        id5-15[数据并行架构]
指令级并行
流水线技术
超标量处理器
超长指令字 VLIW
分支预测技术
线程级并行
多线程处理器
同时多线程 SMT
芯片多处理器 CMP
硬件多线程实现
数据级并行
向量处理器
SIMD扩展指令集
流处理器
数据并行架构

6 并行系统互连网络 #

互连网络基础
互连网络拓扑结构
网络性能指标
路由算法
流控制机制
静态互连网络
网格与环网
超立方体网络
树形与星形网络
全连接网络
动态互连网络
总线互连
交叉开关
多级互连网络
InfiniBand技术
mindmap
    id6[并行系统互连网络]
        id6-1[互连网络基础]
        id6-2[互连网络拓扑结构]
        id6-3[网络性能指标]
        id6-4[路由算法]
        id6-5[流控制机制]
        id6-6[静态互连网络]
        id6-7[网格与环网]
        id6-8[超立方体网络]
        id6-9[树形与星形网络]
        id6-10[全连接网络]
        id6-11[动态互连网络]
        id6-12[总线互连]
        id6-13[交叉开关]
        id6-14[多级互连网络]
        id6-15[InfiniBand技术]

7 并行存储系统 #

mindmap
    id7[并行存储系统]
        id7-1[并行存储体系结构]
        id7-2[存储层次结构]
        id7-3[缓存一致性协议]
        id7-4[分布式共享内存]
        id7-5[非一致性内存访问]
        id7-6[并行文件系统]
        id7-7[并行I/O系统]
        id7-8[分布式文件系统]
        id7-9[对象存储系统]
        id7-10[存储区域网络]
        id7-11[存储优化技术]
        id7-12[数据分布策略]
        id7-13[缓存预取技术]
        id7-14[存储虚拟化]
        id7-15[容错存储技术]
并行存储体系结构
存储层次结构
缓存一致性协议
分布式共享内存
非一致性内存访问
并行文件系统
并行I/O系统
分布式文件系统
对象存储系统
存储区域网络
存储优化技术
数据分布策略
缓存预取技术
存储虚拟化
容错存储技术

8 并行处理应用与发展 #

科学计算应用
气候建模
分子动力学模拟
计算流体力学
天文物理计算
商业与互联网应用
数据库并行处理
网络服务器集群
大数据处理
云计算平台
新兴并行技术
量子计算
神经形态计算
异构计算系统
边缘计算中的并行处理
并行处理发展趋势
能效优化
可扩展性挑战
编程模型演进
人工智能与并行处理
mindmap
    id8[并行处理应用与发展]
        id8-1[科学计算应用]
        id8-2[气候建模]
        id8-3[分子动力学模拟]
        id8-4[计算流体力学]
        id8-5[天文物理计算]
        id8-6[商业与互联网应用]
        id8-7[数据库并行处理]
        id8-8[网络服务器集群]
        id8-9[大数据处理]
        id8-10[云计算平台]
        id8-11[新兴并行技术]
        id8-12[量子计算]
        id8-13[神经形态计算]
        id8-14[异构计算系统]
        id8-15[边缘计算中的并行处理]
        id8-16[并行处理发展趋势]
        id8-17[能效优化]
        id8-18[可扩展性挑战]
        id8-19[编程模型演进]
        id8-20[人工智能与并行处理]