并行編程
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
并行編程的實例教程
精通 GPU 并行編程（CUDA）：硬件與軟件
- 最近更新時間：2025 年
- 語言：英語 + 字幕
- 課時：50講，共 20小時
- 文件大小：15GB
2. 課程目標
- 全面理解 GPU 與 CPU 架構差異
- 學習 GPU 的發展歷史，從早期到最新產品
- 理解 GPU 的內部結構
- 理解不同類型的內存及其對性能的影響
- 了解 GPU 內部組件的最新技術
- 掌握 CUDA 編程基礎
- 在 Windows 與 Linux 平臺上使用 CUDA 進行 GPU 編程
- 學習高效并行化方法
- 性能分析與調優（Profiling and Performance Tuning）
- 利用共享內存（Shared Memory）提升性能
3. 課程前置要求（Requirements）
- C 與 C++ 基礎
- Linux 與 Windows 基礎操作
- 計算機體系結構基礎
4. 課程描述（Description）
本課程采用實踐教學，指導學習者使用 CUDA 釋放現代 GPU 的強大并行計算能力。課程從 GPU 硬件基礎開始，梳理主流架構的演進（Fermi → Pascal → Volta → Ampere → Hopper），并通過代碼實驗逐步學習如何編寫、分析與優化高性能內核。
說明：這是一個獨立的培訓資源，不隸屬于 NVIDIA 公司。
展開 目前各研究機構多核并行程序開發不足，隨著多核硬件技術發展，在硬件設備上存在不同程度的利用不足。通過加強并行程序的設計與開發，研究機構可以充分的利用現有設備資源提高工作效率，降低時間成本，實現更大規模的計算。中國科學院計算技術研究所教育中心依托自身強大優勢，特舉辦“大規模工程計算解決方案-并行計算編程”高級培訓班，相關具體事宜通知如下 ：
一、培訓目標：
1、現有硬件資源最大化利用
2、提高并行程序設計與開發水平；
3、實際體驗超級計算環境；
4、提供符合自身特點的工程計算解決方案：
三、課程實操：
學員體驗曙光6000高性能計算機環境，在改并行機群上編譯、調試和運行教學例子，并在最多達128個核規模下測試和分析程序的擴展性和性能。
四、時間地點:2012年11月29日
— 2012年12月02日
北 京（時間安排：第一天報到、授課三天）
課
程
內
容
第一章：基本的MPI編程技術
1．高性能計算概述
2．簡單的MPI程序設計
3．如何運行MPI程序
上機實操課程
應用實例
1．MPICH的安裝、程序編譯與運行。
2．Hello world程序的編寫
3. 循環消息傳遞程序的編寫。
第二章：高級MPI編程技術
1．定義新的數據類型
2．非阻塞通信
3．各種組通信
上機實操課程
應用實例
1．4種產生新數據類型的方法
；
2．各種非阻塞的發送與接收操作
3 最常見的幾種組通信操作。
展開 無論您需要處理大規模并行任務，或是提高性能，您都可以在需要時快速地達到您的目的。
gridMathematica 提供：
全部 Mathematica 功能的網格部署，包括先進的、超快的數值進程、圖像處理、統計和金融功能。它甚至還支持對 GPU 的遠程訪問以及并行 C 代碼的分布式生成與編譯。所有在Mathematica 中可以完成的任務，都可以在網格上實現。
高級并行編程語言，實現絕大多數通訊、同步、數據傳輸和錯誤修復的自動化處理，這些操作往往使網格計算難以設置。在自動化串行數據傳輸下，您可以將任意結構化數據和程序發送到遠程機器上，而無需配置通用文件系統。
支持高性能計算標準，包括集群管理系統 Altair PBS Professional、Microsoft Windows Compute Cluster Server、Microsoft HPC Server、Platform LSF 和 Sun Grid Engine，而且還包括面向無需集群管理的系統的 Wolfram Lightweight Grid 軟件。同時支持千兆和高速網絡，以及 CUDA 和 OpenCL GPU 硬件。
常見問答
并行計算
并行計算能否使我所有的 Mathematica 程序運行得更快？
否，它僅能加快使用 Mathematica 語言中并行函數編寫的程序，并僅適用于并行處理任務。查看教程，以獲取詳細信息。另外，在可能的情況下，有些內置 Mathematica 命令將使用 gridMathematica。
能否不使用 gridMathematica 進行并行計算？
可以。從 Mathematica 7 開始，每個 Mathematica 許可證都包括了所有并行編程工具、一個控制內核和四個計算內核。
展開 PGI Visual Fortran包括最新版的PGI本機OpenMP，以及支持FORTRAN77和Fortran95編程語言的自動并行化編譯器，主要特性包括一整套:
由面向Fortran的文本編輯器、Fortran本征函數提示和選擇關鍵字組成的Visual Studio Fortran項目系統； Fortran 應用程序自定義創建引擎；
自定義調試引擎，提供Fortran所需的語言專用調試功能；
支持單線程、多線程及OpenMP并行應用程序調試；
兼容Microsoft Visual C++ 2008；
支持調試PGI Fortran和Visual C++ 2005的混合應用程序
PGI的編譯器及開發工具都具有如下特性：完全本機支持OpenMP并行編程擴展、在多核心處理器上的自動并行化、完全支持64位尋址、本機集成標量和矢量SSE/SSE2/SSE3代碼生成，以及PGI 世界領先的優化基礎設施。
PGI Visual Fortran是為64位的AMD64和英特爾的EM64T及32位的x86處理器高度優化的，其創建PGI Unified Binary?的功能是業內獨一無二的。PGI Unified Binary?是一個能夠在兩個處理器平臺上運行的可執行文件，內含針對AMD64和EM64T處理器優化的代碼序列。PGI Unified Binary使獨立軟件開發商(ISV)和自定義應用程序開發人員認識到一個64位平臺的優點，同時還能充分利用英特爾和AMD公司開帶來的最新創新技術
展開 中國的RISC-V社區也在領導一項基層工作，將ROCm（AMD的并行編程框架）的支持引入RISC-V處理器。AMD沒有回應有關其是否參與將ROCm移植到RISC-V的評論請求。
正文完
About HS-2
HS-2 RISC-V通用主板是澎峰科技與合作伙伴共同研發的一款專為開發者設計的標準mATX主板，它預裝了澎峰科技為RISC-V高性能服務器定制開發的軟件包，包括各種標準bencmark、支持V擴展的GCC編譯器、計算庫、中間件以及多種典型服務器應用程序。
HS-2 RISC-V通用主板搭載了一顆國產RISC-V 64核處理器（SG2042）。SG2042是目前已量產的性能最高的RISC-V處理器，主要針對高性能計算領域需求設計，適用于科學計算、工程計算、AI計算、融合計算等大算力應用場景。
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精通 GPU 并行編程（CUDA）：硬件與軟件
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- 文件大小：15GB
2.
MPI標準定義了一組編程接口，可以在進程之間通信，能實現并行編程。
目前國內的超級計算機，如“太湖之光”等，都是基于MPI運行。
與此同時，并行編程模型同樣呈現多樣化的趨勢，包括用于GPU加速的CUDA、跨硬件的OpenCL、加速CPU和GPU的OpenACC、共享內存的OpenMP以及跨節點并行的MPI等編程語言。在工業仿真領域，多種數據結構并存，如結構網格和非結構網格等，都對異構計算提出了更高的要求。
該構建套件的標志性功能是支持 SYCL，它允許編碼人員編寫和編譯應用程序，而不管硬件架構如何，英特爾正在邁出第一步，將 RISC-V 支持引入并行編程框架。
有關在 GPU 上運行符合 ISO 標準的應用程序的更多信息，請參閱使用標準并行 C++ 進行多 GPU 編程和使用 Fortran 標準并行編程實現 GPU 加速。
當時，并行計算意味著昂貴的大型機器、FORTRAN 和批處理作業，在交互式的 Mathematica 筆記本上實驗不同的并行模式是相當令人滿意的，在本地網絡上的多臺機器進行計算， 能夠并行地進行函數編程，并并行地使用符號表達式和任意精度的算法。很多人對此表示很驚訝，他們認為并行化是一件非常復雜的事情，需要超級計算機和大量資金，以及相當大的問題，才值得。
互聯網產業依賴的數據中心的核心技術，諸如 Hadoop 等并行編程工具和 RDMA 等遠程通信技術大多脫胎于此。因此，高性能計算機被視為計算機科學與工程的“皇冠”。各國均頻繁從國家層面啟動研制計劃。在中國多次上榜全球高性能計算 TOP500 后，美國自2015 年起將多所中國高性能計算相關機構或企業列入實體清單，包括國防科大、無錫江南計算技術研究所、曙光、申威等。
近年來菲尼克斯電氣提出打造PLCnext Technology生態，除依照IEC 61131-3標準對PLC系統進行標準編程外，用戶還可通過PLCnext Control實現并行編程，實時組合使用C、C++和MATLAB Simulink等編程語言進行PLC程序開發。
并行序列編程
在許多實例中，一個順序控制狀態流必須分成兩個或多個不同分支的控制狀態流，這就是并行分支。當一個控制狀態流分成多個分支時，所有的分支控制狀態流必須同時激活。當多個控制流產生的結果相同時，可以把這些控制流合并成一個控制流，即并行分支的連接。在合并控制流時，所有的分支控制流必須都是完成了的。這樣，在轉移條件滿足時才能轉移到下一個狀態。
并行序列編程
在許多實例中，一個順序控制狀態流必須分成兩個或多個不同分支的控制狀態流，這就是并行分支。當一個控制狀態流分成多個分支時，所有的分支控制狀態流必須同時激活。當多個控制流產生的結果相同時，可以把這些控制流合并成一個控制流，即并行分支的連接。在合并控制流時，所有的分支控制流必須都是完成了的。這樣，在轉移條件滿足時才能轉移到下一個狀態。
