محاسبات موازی علمی ۲۰۲۱
Scientific Parallel Computing 2021

گوگل چگونه میلیاردها صفحه وب را مدیریت می‌کند و این چه ارتباطی با تحلیل ژنومی متشکل از میلیاردها نوکلئوتید دارد؟ هر دو از روش‌هایی استفاده می‌کنند که پردازنده‌های متعددی را برای انجام یک وظیفه واحد هماهنگ می‌کنند. از داده‌کاوی ژنوم‌ها گرفته تا شبکه جهانی وب، از مدل‌سازی بازارهای مالی تا الگوهای آب‌وهوایی جهانی، محاسبات موازی، محاسباتی را ممکن می‌سازد که در غیر این صورت با رویکردهای ترتیبی به تنهایی غیرعملی یا حتی غیرممکن بودند. نقش اساسی آن به عنوان توانمندساز شبیه‌سازی‌ها و تحلیل داده‌ها، پیشرفتی پیوسته را در طیف گسترده‌ای از زمینه‌های کاربردی به ارمغان می‌آورد.

محاسبات موازی علمی اولین کتاب درسی است که تمامی مبانی محاسبات موازی را در یک جلد واحد گردآوری می‌کند و در عین حال، پایه‌ای برای درک عمیق‌تر این موضوع فراهم می‌سازد. این کتاب که برای دوره‌های تحصیلات تکمیلی و کارشناسی ارشد در رشته‌های علوم، مهندسی، علوم کامپیوتر و ریاضیات طراحی شده است، بر سه حوزه کلیدی الگوریتم‌ها، معماری، زبان‌ها و تلفیق حیاتی آن‌ها در عملکرد تمرکز دارد.

مثال‌های محاسباتی کتاب، که پیش‌نیاز ریاضی آن‌ها فراتر از سطح حساب دیفرانسیل و انتگرال پیشرفته نیست، از طیف وسیعی از موضوعات در شبیه‌سازی‌های علمی و مهندسی و تجزیه و تحلیل داده‌ها استخراج شده‌اند. تمرین‌های برنامه‌نویسی که در اوایل کتاب ارائه شده‌اند، طوری طراحی شده‌اند که دانشجویان را به سرعت به سطح مطلوب برسانند، در حالی که کتاب در ادامه، پروژه‌هایی را توسعه می‌دهد که به اندازه کافی چالش‌برانگیز هستند تا دانشجویان را به سمت پرسش‌های پژوهشی در این زمینه هدایت کنند. به الگوی جدید محاسبات خوشه‌ای به طور کامل پرداخته شده است. یک وب‌سایت پشتیبان، امکان دسترسی به تمامی کدها و نرم‌افزارهای ذکر شده در کتاب را فراهم می‌کند و اطلاعات موضعی در مورد سیستم‌های محبوب محاسبات موازی را ارائه می‌دهد.

* گردآوری تمامی مبانی محاسبات موازی که برای الزامات پربازده امروزی ضروری است.

* ایده‌آل برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی و کارشناسی ارشد در رشته‌های علوم، مهندسی، علوم کامپیوتر و ریاضیات.

* تمرین‌های برنامه‌نویسی و نظری گسترده، دانشجویان را قادر می‌سازد تا به سرعت کدهای موازی بنویسند.

* پروژه‌های چالش‌برانگیزتر در اواخر کتاب، پرسش‌های پژوهشی را معرفی می‌کنند.

* پرداختن کامل به الگوی جدید محاسبات خوشه‌ای.

* وب‌سایت پشتیبان امکان دسترسی به تمامی کدها و نرم‌افزارهای ذکر شده در کتاب را فراهم می‌کند.

What does Google’s management of billions of Web pages have in common with analysis of a genome with billions of nucleotides? Both apply methods that coordinate many processors to accomplish a single task. From mining genomes to the World Wide Web, from modeling financial markets to global weather patterns, parallel computing enables computations that would otherwise be impractical if not impossible with sequential approaches alone. Its fundamental role as an enabler of simulations and data analysis continues an advance in a wide range of application areas.

Scientific Parallel Computing is the first textbook to integrate all the fundamentals of parallel computing in a single volume while also providing a basis for a deeper understanding of the subject. Designed for graduate and advanced undergraduate courses in the sciences and in engineering, computer science, and mathematics, it focuses on the three key areas of algorithms, architecture, languages, and their crucial synthesis in performance.

The book’s computational examples, whose math prerequisites are not beyond the level of advanced calculus, derive from a breadth of topics in scientific and engineering simulation and data analysis. The programming exercises presented early in the book are designed to bring students up to speed quickly, while the book later develops projects challenging enough to guide students toward research questions in the field. The new paradigm of cluster computing is fully addressed. A supporting web site provides access to all the codes and software mentioned in the book, and offers topical information on popular parallel computing systems.

• Integrates all the fundamentals of parallel computing essential for today’s high-performance requirements
• Ideal for graduate and advanced undergraduate students in the sciences and in engineering, computer science, and mathematics
• Extensive programming and theoretical exercises enable students to write parallel codes quickly
• More challenging projects later in the book introduce research questions
• New paradigm of cluster computing fully addressed
• Supporting web site provides access to all the codes and software mentioned in the book