并行计算机系统结构与可扩展计算

本书共分12个章节，主要从学习指导的角度，通过知识要点分类组织的方式，着重讨论了VLSI微处理器、互连通信技术、对称多处理机系统、大规模并行处理机系统、Blue Gene超级计算机等内容。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。

本书以当代并行计算机系统结构与可扩展计算为题，从学习指导的角度，通过知识要点分类组织的方式，着重讨论了并行计算机体系结构的基础（第1-4章）和当代主流并行计算机系统（第5-8章），以及Web 缓存服务机群（第9章）、网格计算（第10章）、对等计算技术（第11章）和普适计算（第12章）的可扩展结构与特性、关键技术、性能分析、设计方法及相应的实例。每章的部分习题附有详细的范例分析。 全书取材先进，体系完整，内容精炼，要点突出，力图反映本学科的最新成就和发展趋势，可作为高等院校计算机和相关专业高年级学生和研究生的教材或学习指导用书；也可供从事计算机体系结构和可扩展计算研究的科技人员作为参考书。

古志民，北京理工大学计算机科学技术学院教授、博士生导师、学术委员，北京理工大学一美国伊利诺伊理工学院（BIT—IIT）可扩展计算联合实验室中方主任。曾获省部级科技进步奖和国家发明专利。1985年毕业于山西大学计算机科学技术系，1991年获得哈尔滨工业大学计算机软件与理论专业工学硕士学位，1997年获得西安交通大学计算机组织与结构专业工学博士学位，1999年在西北工业大学计算机科学技术博士后流动站出站，2003年由国家公派，在英国伯明翰大学计算机科学学院做访问学者。已发表近百篇研究论文，主要从事可扩展计算理论与技术、并行与分布式计算理论与技术、人工智能等方面的研究工作。

第1章 绪论 1.1 并行机系统结构 1.1.1 Flynn分类 1.1.2 并行机系统与计算环境 1.2 存储结构 1.3 可扩展性 1.4 范例与习题 第2章 VLSI微处理器 2.1 微处理器技术 2.1.1 特点 2.1.2 多发射结构 2.1.3 T9000 Microprocessor和Itanium2 2.1.4 功耗与节能 2.1.5 多核处理器 2.2 存储墙问题 2.3 范例与习题 第3章 性能评测 3.1 并行机性能参数 3.2 加速比性能评测 3.2.1 Amdahl定律 3.2.2 固定计算时间的Gustafson定律 3.2.3 Sun-Ni定律 3.3 可扩展性评测 3.3.1 等效率度量 3.3.2 等速度度量 3.3.3 平均延迟度量 3.4 基准程序性能评测 3.5 如何提高性能 3.6 范例与习题 第4章 互连通信技术 4.1 互连网络 4.1.1 局部BUS、I/O BUS、SAN和LAN 4.1.2 静态互连网络 4.1.3 动态互连网络 4.2 多处理器系统的内存组织 4.3 T9000的DS LINK协议 4.3.1 位级、Token级和包级 4.3.2 T9000的虫孔通信 4.4 系统互连与商用网络 4.5 范例与习题 第5章 对称多处理机系统 5.1 SMP系统 5.2 高速缓存一致性 5.2.1 一个简单协议状态转换图 5.2.2 顺序一致性 5.2.3 侦听协议 5.2.4 MSI和MESI协议 5.2.5 多级高速缓存 5.3 同步问题 5.3.1 互斥操作软件锁 5.3.2 改进的锁算法 5.3.3 点到点事件同步 5.3.4 全局事件同步 5.3.5 一个改进的总线同步算法 5.4 性能分析 5.5 范例与习题 第6章 大规模并行处理机系统 6.1 MPP技术 6.1.1 MPP的特点 6.1.2 实例1：Cray T3E体系结构（NCC NUMA＋DSM） 6.1.3 实例2：Intel/Sandia ASCI Option Red（NORMA结构） 6.2 地球模拟器 6.2.1 性能指标 6.2.2 地球模拟器主要结构 6.3 范例与习题 第7章 计算机机群技术 7.1 概述 7.1.1 简单机群连接方式 7.1.2 高性能计算机群系统 7.2 PC机群系统 7.2.1 优越性 7.2.2 体系结构与关键技术 7.3 Linux机群技术 7.3.1 高可用机群服务器 7.3.2 高事务处理能力的机群系统LVS 7.3.3 高速机群计算系统 7.4 异构机群管理 7.4.1 曙光-3000超级服务器的机群管理系统 7.4.2 系统管理命令的统一 7.5 虚拟机技术 7.6 并行与分布式应用 7.6.1 PVM应用 7.6.2 MPI应用 7.7 全局并行文件系统 7.8 范例与习题 第8章 Blue Gene超级计算机 8.1 Blue Gene简介 8.2 Blue Gene系统特点 8.2.1 单元化系统结构 8.2.2 硬件体系结构 8.2.3 软件体系结构 8.3 发展趋势 8.4 习题 第9章 Web缓存服务机群 9.1 Web缓存 9.1.1 Web缓存理论基础 9.1.2 Web缓存技术 9.2 Web缓存服务机群技术 9.2.1 基于LVS的Web缓存机群 9.2.2 基于内容的Web缓存机群 9.3 在线数据预取模型 9.3.1 预取模型的在线添加与删除 9.3.2 结合Web缓存的随机Petri网建模 9.4 小结 9.5 习题 第10章 网格计算 10.1 目标 10.2 什么是网格 10.3 网格历史 10.4 Globus网格系统 10.4.1 织女星网格 10.4.2 英国e-Science网格 10.4.3 中国教育科研网格项目 10.4.4 国家网格 10.4.5 基于虚拟机的网格计算环境 10.5 习题 第11章 对等计算技术 11.1 概述 11.1.1 集中目录式P2P 11.1.2 分散式P2P 11.1.3 带超级节点的混合式P2P 11.2 关键技术 11.2.1 覆盖网络路由协议 11.2.2 数据搜索技术 11.2.3 应用层组播 11.3 典型P2P系统 11.3.1 Chord 11.3.2 CAN 11.3.3 Pastry 11.3.4 Tapestry 11.4 存在的问题 11.5 习题 第12章 普适计算 12.1 普适计算概况 12.2 普适计算研究 12.2.1 以人为中心的Oxygen 12.2.2 无需分心的Aura 12.2.3 Gaia活动空间 12.2.4 DreamSpace可视化空间 12.2.5 EasyLiving 12.2.6 标准化问题 12.3 觉察上下文的计算 12.3.1 基本概念 12.3.2 当前上下文的获取 12.3.3 软件支持环境 12.4 智能空间 12.5 面临的问题 12.6 习题 附录 LVS_DR＋Squid配置方法 参考文献