High Performance Computing in Science and Engineering ' 08 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Nagel, Wolfgang E. 编

出品人:

页数:625

译者:

出版时间:

价格:$ 179.67

装帧:

isbn号码:9783540883012

丛书系列:

图书标签:

高性能计算
科学计算
工程计算
并行计算
数值分析
计算机科学
应用数学
HPC
科学工程
计算方法

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具体描述

This book presents the state of the art in simulation using supercomputers. Leading researchers present results achieved on systems of the Stuttgart High Performance Computing Center (HLRS) for the year 2008. The reports cover all fields of computational science and engineering, ranging from CFD and computational physics and chemistry to computer science, with a special emphasis on industrially relevant applications. Presenting results for both vector-based and microprocessor-based systems, the book makes it possible to compare the performance levels and usability of various architectures. As the HLRS operates the largest NEC SX-8 vector system in the world, this book gives an excellent insight into the potential of such systems. The book further covers the main methods utilized in high performance computing. Its outstanding results in achieving the highest performance for production codes are of particular interest for both scientists and engineers. The book includes a wealth of coloured illustrations and tables.

《高性能计算在科学与工程中的应用：2008年研讨会论文集》内容概述本书汇集了2008年高性能计算（HPC）领域重要研讨会上的一系列前沿研究论文，全面展现了高性能计算在推动科学发现和工程创新方面的最新进展与应用。论文集涵盖了从理论基础、算法设计到具体应用场景的广泛内容，重点关注如何利用日益强大的计算能力解决复杂科学问题和实现工程突破。本书的读者将深入了解HPC的最新技术、挑战以及其在解决现实世界问题中的巨大潜力。核心主题与领域本书聚焦于以下几个关键领域，并对其在2008年的发展进行了深入探讨：并行计算与分布式系统：随着计算规模的不断增大，如何有效地设计、实现和管理大规模并行和分布式计算系统成为核心议题。论文探讨了新型并行算法、通信优化技术、任务调度策略以及容错机制，旨在提高计算效率和系统稳定性。这包括对 MPI（Message Passing Interface）和 OpenMP 等标准的应用与改进，以及对异构计算架构（如 GPU）的探索。高性能计算的算法与软件：针对特定科学与工程问题，开发高效的数值算法和并行软件至关重要。本书中的论文介绍了针对线性代数、微分方程求解、优化问题等经典问题的并行算法优化，以及在高性能计算环境中实现这些算法的软件工程实践。这还包括对数值库、科学代码库的开发与性能调优，以及对编程模型和编译器的研究。高性能计算在科学研究中的应用：物理学：高性能计算在模拟复杂的物理现象中扮演着关键角色，例如宇宙学中的大尺度结构形成、粒子物理中的高能碰撞模拟、凝聚态物理中的量子多体问题求解，以及流体动力学中的湍流模拟等。论文展示了如何利用 HPC 解锁这些领域更深层次的理解。化学与材料科学：分子动力学模拟、量子化学计算、材料性能预测等都离不开强大的计算能力。本书中的研究涉及对复杂分子体系的精确模拟、新材料的理性设计与性能预测，以及催化反应机理的研究，为新材料的发现和应用提供了理论支持。生命科学与生物信息学：基因组学、蛋白质折叠模拟、药物发现、疾病模型构建等领域正经历着“计算革命”。论文探讨了如何利用 HPC 加速基因序列比对、分析大规模生物数据、模拟生物大分子相互作用，以及构建更精确的生物模型，为理解生命奥秘和发展精准医疗奠定基础。地球科学与环境科学：天气预报、气候变化模拟、地震预测、海洋环流模型等复杂地球系统的研究，需要庞大的计算资源。本书展示了如何利用 HPC 提高模型精度，延长预测时效，从而更好地理解和应对环境挑战。高性能计算在工程领域的应用：航空航天工程：飞机和航天器的气动仿真、结构强度分析、飞行控制系统设计等，都严重依赖 HPC。论文展示了如何利用 HPC 优化空气动力学设计，提高结构可靠性，并进行更精密的飞行模拟。汽车工程：车辆的碰撞安全模拟、发动机性能优化、空气动力学设计等，也受益于 HPC。本书中的研究可能涉及对复杂碰撞场景的精确模拟，以及对燃烧过程的优化，以提高燃油效率和降低排放。土木工程：大型桥梁、高层建筑的结构稳定性分析、地震响应模拟、水利工程模拟等，都需要 HPC 提供支持。论文可能探讨了如何利用 HPC 进行更复杂的应力分析和动力学模拟。能源工程：核反应堆模拟、油气勘探数据处理、新能源技术（如风能、太阳能）的效率优化等，都广泛应用 HPC。本书中的研究可能涉及对能量传输过程的模拟，以及对能源系统的优化。计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）：复杂产品的设计和制造过程，例如集成电路设计、汽车零部件制造等，都需要 HPC 来加速仿真和优化过程。本书特色与贡献《高性能计算在科学与工程中的应用：2008年研讨会论文集》的独特价值在于：紧扣时代脉搏： 2008年是 HPC 快速发展的一年，许多新的计算架构、算法和应用正在涌现。本书集中反映了当时最前沿的研究成果，为研究人员提供了宝贵的参考。跨学科视野：论文集横跨了众多科学和工程领域，清晰地展示了 HPC 如何成为不同学科解决核心问题的通用工具。这种跨学科的视角有助于激发新的研究思路和合作机会。理论与实践并重：既有对 HPC 理论基础、算法设计和软件实现的深入探讨，也有大量基于实际科学与工程问题的应用案例分析。这种结合使得本书既有学术深度，又有工程实用价值。推动计算科学发展：通过汇集和分享最前沿的研究成果，本书为 HPC 社区提供了一个重要的交流平台，促进了该领域技术的不断进步和创新。目标读者本书适合以下读者：高性能计算领域的科研人员和工程师：了解 HPC 的最新技术动态、算法进展和应用方向。从事科学研究和工程开发的学者：探索如何利用 HPC 解决各自领域中的复杂计算难题，推动研究的深入。计算机科学和相关专业的学生：学习 HPC 的基本概念、关键技术以及在不同领域的实际应用。对高性能计算感兴趣的行业专业人士：了解 HPC 如何赋能各行各业的创新与发展。结论《高性能计算在科学与工程中的应用：2008年研讨会论文集》是一份重要的学术文献，它记录了 HPC 在2008年所达到的高度，并预示了其在未来科学发现和工程创新中不可估量的作用。本书为读者提供了一个全面而深入的视角，理解高性能计算如何成为现代科学与工程不可或缺的强大引擎。通过对书中丰富内容的学习和借鉴，读者将能够更好地利用 HPC 的力量，应对当今世界面临的重大挑战，并开创新的技术与科学领域。