Parallel Scientific Computing in C++ and MPI

A Seamless Approach to Parallel Algorithms and Their Implementation

Author: George Em Karniadakis,Robert M. Kirby II

Publisher: Cambridge University Press

ISBN: 9780521817547

Category: Computers

Page: 616

View: 3655

Numerical algorithms, modern programming techniques, and parallel computing are often taught serially across different courses and different textbooks. The need to integrate concepts and tools usually comes only in employment or in research - after the courses are concluded - forcing the student to synthesise what is perceived to be three independent subfields into one. This book provides a seamless approach to stimulate the student simultaneously through the eyes of multiple disciplines, leading to enhanced understanding of scientific computing as a whole. The book includes both basic as well as advanced topics and places equal emphasis on the discretization of partial differential equations and on solvers. Some of the advanced topics include wavelets, high-order methods, non-symmetric systems, and parallelization of sparse systems. The material covered is suited to students from engineering, computer science, physics and mathematics.
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MPI - Eine Einführung

Portable parallele Programmierung mit dem Message-Passing Interface

Author: William Gropp,Ewing Lusk,Anthony Skjellum

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3486841009

Category: Computers

Page: 387

View: 3767

Message Passing Interface (MPI) ist ein Protokoll, das parallel Berechnungen auf verteilten, heterogenen, lose-gekoppelten Computersystemen ermöglicht.
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Parallel Scientific Computation

A Structured Approach Using BSP and MPI

Author: Rob H. Bisseling

Publisher: Oxford University Press on Demand

ISBN: 0198529392

Category: Computers

Page: 305

View: 5667

Bisseling explains how to use the bulk synchronous parallel (BSP) model and the freely available BSPlib communication library in parallel algorithm design and parallel programming. An appendix on the message-passing interface (MPI) discusses how to program using the MPI communication library.
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Guide to Scientific Computing in C++

Author: Joe Pitt-Francis,Jonathan Whiteley

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 1447127366

Category: Computers

Page: 250

View: 1637

This easy-to-read textbook/reference presents an essential guide to object-oriented C++ programming for scientific computing. With a practical focus on learning by example, the theory is supported by numerous exercises. Features: provides a specific focus on the application of C++ to scientific computing, including parallel computing using MPI; stresses the importance of a clear programming style to minimize the introduction of errors into code; presents a practical introduction to procedural programming in C++, covering variables, flow of control, input and output, pointers, functions, and reference variables; exhibits the efficacy of classes, highlighting the main features of object-orientation; examines more advanced C++ features, such as templates and exceptions; supplies useful tips and examples throughout the text, together with chapter-ending exercises, and code available to download from Springer.
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Parallel Programming with MPI

Author: Peter S. Pacheco

Publisher: Morgan Kaufmann

ISBN: 9781558603394

Category: Computers

Page: 418

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Mathematics of Computing -- Parallelism.
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Numerische Simulation in der Moleküldynamik

Numerik, Algorithmen, Parallelisierung, Anwendungen

Author: Michael Griebel,Stephan Knapek,Gerhard Zumbusch,Attila Caglar

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 364218779X

Category: Mathematics

Page: 480

View: 2769

Das Buch behandelt Methoden des wissenschaftlichen Rechnens in der Moleküldynamik, einem Bereich, der in vielen Anwendungen der Chemie, der Biowissenschaften, der Materialwissenschaften, insbesondere der Nanotechnologie, sowie der Astrophysik eine wichtige Rolle spielt. Es führt in die wichtigsten Simulationstechniken zur numerischen Behandlung der Newtonschen Bewegungsgleichungen ein. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der schnellen Auswertung kurz- und langreichweitiger Kräfte mittels Linked Cell-, P$/\3$M-, Baum- und Multipol-Verfahren, sowie deren paralleler Implementierung und Lastbalancierung auf Rechensystemen mit verteiltem Speicher. Die einzelnen Kapitel beinhalten darüberhinaus detailierte Hinweise, um die Verfahren Schritt für Schritt in ein Programmpaket umzusetzen. In zahlreichen farbigen Abbildungen werden Simulationsergebnisse für eine Reihe von Anwendungen präsentiert.
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Parallel Scientific Computing

Author: Frédéric Magoules,François-Xavier Roux,Guillaume Houzeaux

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 1118761723

Category: Computers

Page: 372

View: 9680

Scientific computing has become an indispensable tool in numerous fields, such as physics, mechanics, biology, finance and industry. For example, it enables us, thanks to efficient algorithms adapted to current computers, to simulate, without the help of models or experimentations, the deflection of beams in bending, the sound level in a theater room or a fluid flowing around an aircraft wing. This book presents the scientific computing techniques applied to parallel computing for the numerical simulation of large-scale problems; these problems result from systems modeled by partial differential equations. Computing concepts will be tackled via examples. Implementation and programming techniques resulting from the finite element method will be presented for direct solvers, iterative solvers and domain decomposition methods, along with an introduction to MPI and OpenMP.
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Using MPI

Portable Parallel Programming with the Message-Passing Interface

Author: William Gropp,Ewing Lusk,Anthony Skjellum

Publisher: MIT Press

ISBN: 0262527391

Category: Computers

Page: 336

View: 6727

This book offers a thoroughly updated guide to the MPI (Message-Passing Interface) standard library for writing programs for parallel computers. Since the publication of the previous edition of Using MPI, parallel computing has become mainstream. Today, applications run on computers with millions of processors; multiple processors sharing memory and multicore processors with multiple hardware threads per core are common. The MPI-3 Forum recently brought the MPI standard up to date with respect to developments in hardware capabilities, core language evolution, the needs of applications, and experience gained over the years by vendors, implementers, and users. This third edition of Using MPI reflects these changes in both text and example code. The book takes an informal, tutorial approach, introducing each concept through easy-to-understand examples, including actual code in C and Fortran. Topics include using MPI in simple programs, virtual topologies, MPI datatypes, parallel libraries, and a comparison of MPI with sockets. For the third edition, example code has been brought up to date; applications have been updated; and references reflect the recent attention MPI has received in the literature. A companion volume, Using Advanced MPI, covers more advanced topics, including hybrid programming and coping with large data.
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Large-Scale Scientific Computing

7th International Conference, LSSC 2009, Sozopol, Bulgaria, June 4-8, 2009 Revised Papers

Author: Ivan Lirkov,Svetozar Margenov,Jerzy Wasniewski

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 3642125344

Category: Computers

Page: 839

View: 2007

The 7th International Conference on Large-Scale Scienti?c Computations (LSSC 2009) was held in Sozopol, Bulgaria, June 4–8, 2009. The conference was organized and sponsored by the Institute for Parallel Processing at the B- garian Academy of Sciences. The conference was devoted to the 70th birthday anniversary of Professor Zahari Zlatev. The Bulgarian Academy of Sciences awarded him the Marin Drinov medal on ribbon for his outstanding results in environmental mat- matics and for his contributions to the Bulgarian mathematical society and the Academy of Sciences. The plenary invited speakers and lectures were: – P. Arbenz, “?Finite Element Analysis of Human Bone Structures” – Y. Efendiev, “Mixed Multiscale Finite Element Methods Using Limited Global Information” – U. Langer, “Fast Solvers for Non-Linear Time-Harmonic Problems” – T. Manteu?el, “First-Order System Least-Squares Approach to Resistive Magnetohydrodynamic Equations” – K. Sabelfeld, “Stochastic Simulation for Solving Random Boundary Value Problems and Some Applications” – F. Tro ¨ltzsch,“OnFinite ElementErrorEstimatesforOptimalControlPr- lems with Elliptic PDEs” – Z. Zlatev, “On Some Stability Properties of the Richardson Extrapolation Applied Together with the ?-method” The success of the conference and the present volume in particular are an outcome of the joint e?orts of many partnersfrom various institutions and or- nizations. Firstwe wouldlike to thank allthe membersofthe Scienti?c Comm- tee for their valuable contribution forming the scienti?c face of the conference, as well as for their help in reviewing contributed papers. We especially thank the organizers of the special sessions.
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An Introduction to Parallel and Vector Scientific Computation

Author: Ronald W. Shonkwiler,Lew Lefton

Publisher: Cambridge University Press

ISBN: 113945899X

Category: Computers

Page: N.A

View: 2978

In this text, students of applied mathematics, science and engineering are introduced to fundamental ways of thinking about the broad context of parallelism. The authors begin by giving the reader a deeper understanding of the issues through a general examination of timing, data dependencies, and communication. These ideas are implemented with respect to shared memory, parallel and vector processing, and distributed memory cluster computing. Threads, OpenMP, and MPI are covered, along with code examples in Fortran, C, and Java. The principles of parallel computation are applied throughout as the authors cover traditional topics in a first course in scientific computing. Building on the fundamentals of floating point representation and numerical error, a thorough treatment of numerical linear algebra and eigenvector/eigenvalue problems is provided. By studying how these algorithms parallelize, the reader is able to explore parallelism inherent in other computations, such as Monte Carlo methods.
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Eine Einführung in die parallele Programmierung mit C/C++

Author: Simon Hoffmann,Rainer Lienhart

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540731237

Category: Computers

Page: 162

View: 5185

OpenMP ist ein weit verbreiteter de-facto-Standard für High-Level Shared-Memory-Programmierung, der für viele Plattformen zur Verfügung steht (u.a. Linux und Microsoft Windows). Das Programmiermodell von OpenMP ermöglicht einen einfachen und flexiblen Ansatz zur Entwicklung paralleler Applikationen unter FORTRAN, C und C++. Open MP wird von den meisten High-performance Compiler- und Hardwareherstellern unterstützt. Das Buch stellt Open MP ausführlich vor und zeigt die Implementierung paralleler C/C++ Algorithmen anhand zahlreicher Beispiele.
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Recent Advances in the Message Passing Interface

18th European MPI Users’ Group Meeting, EuroMPI 2011, Santorini, Greece, September 18-21, 2011. Proceedings

Author: Yiannis Cotronis,Anthony Danalis,Dimitris Nikolopoulos,Jack Dongarra

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 3642244483

Category: Computers

Page: 358

View: 9528

This book constitutes the refereed proceedings of the 18th European MPI Users' Group Meeting on Recent Advances in the Message Passing Interface, EuroMPI 2011, held in Santorini, Greece, in September 2011. The 28 revised full papers presented together with 10 posters were carefully reviewed and selected from 66 submissions. Topics covered are communication; I/O; networking, and implementation issues and improvements; algorithms and tools; interaction with hardware; applications and performance evaluation; fault and tolerance.
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Linux Kurz and Gut (2nd Edition)

Author: Daniel J. Barrett

Publisher: O'Reilly Germany

ISBN: 3868994130

Category: Computers

Page: 248

View: 8870

Wenn Sie Linux bei Ihrer alltäglichen Arbeit verwenden, ist diese Kurzreferenz genau das Richtige, denn obwohl die grafischen Linux-Benutzeroberflächen angenehm intuitiv zu benutzen sind, lassen sich viele Aufgaben über die Befehlszeile eleganter und schneller lösen. Diese zweite überarbeitete und erweiterte Auflage behandelt distributionsübergreifend: Dateisysteme, Verzeichnisse und Shells Dateierzeugung und -bearbeitung Dateitextmanipulation und Pipelines Backups und externe Speicherung Betrachtung und Steuerung von Prozessen Verwaltung von Benutzerzugängen Benutzer und Administratoren Netzwerkverbindungen Audio und Video Softwareinstallation Programmierung mit Shellskripten
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Eine Tour durch C++

Die kurze Einführung in den neuen Standrad C++11

Author: Bjarne Stroustrup

Publisher: Carl Hanser Verlag GmbH Co KG

ISBN: 3446439838

Category: Computers

Page: 200

View: 5832

EINE TOUR DURCH C++ // - Dieser Leitfaden will Ihnen weder das Programmieren beibringen noch versteht er sich als einzige Quelle, die Sie für die Beherrschung von C++ brauchen – aber diese Tour ist wahrscheinlich die kürzeste oder einfachste Einführung in C++11. - Für C- oder C++-Programmierer, die mit der aktuellen C++-Sprache vertrauter werden wollen - Programmierer, die in einer anderen Sprache versiert sind, erhalten ein genaues Bild vom Wesen und von den Vorzügen des modernen C++ . Mit dem C++11-Standard können Programmierer Ideen klarer, einfacher und direkter auszudrücken sowie schnelleren und effizienteren Code zu schreiben. Bjarne Stroustrup, der Designer und ursprüngliche Implementierer von C++, erläutert die Details dieser Sprache und ihre Verwendung in seiner umfassenden Referenz „Die C++-Programmiersprache“. In „Eine Tour durch C++“ führt Stroustrup jetzt die Übersichtskapitel aus der Referenz zusammen und erweitert sie so, dass auch erfahrene Programmierer in nur wenigen Stunden eine Vorstellung davon erhalten, was modernes C++ ausmacht. In diesem kompakten und eigenständigen Leitfaden behandelt Stroustrup – neben Grundlagen – die wichtigsten Sprachelemente und die wesentlichen Komponenten der Standardbibliothek. Er präsentiert die C++-Features im Kontext der Programmierstile, die sie unterstützen, wie die objektorientierte und generische Programmierung. Die Tour beginnt bei den Grundlagen und befasst sich dann mit komplexeren Themen, einschließlich vieler, die neu in C++11 sind wie z.B. Verschiebesemantik, einheitliche Initialisierung, Lambda-Ausdrücke, verbesserte Container, Zufallszahlen und Nebenläufigkeit. Am Ende werden Design und Entwicklung von C++ sowie die in C++11 hinzugekommenen Erweiterungen diskutiert. Programmierer erhalten hier – auch anhand von Schlüsselbeispielen – einen sinnvollen Überblick und praktische Hilfe für den Einstieg. AUS DEM INHALT // Die Grundlagen // Benutzerdefinierte Typen // Modularität // Klassen // Templates // Überblick über die Bibliothek // Strings und reguläre Ausdrücke // E/A-Streams // Container // Algorithmen // Utilities // Numerik // Nebenläufigkeit // Geschichte und Kompatibilität
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Neuronale Netze selbst programmieren

Ein verständlicher Einstieg mit Python

Author: Tariq Rashid

Publisher: O'Reilly

ISBN: 3960101031

Category: Computers

Page: 232

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Neuronale Netze sind Schlüsselelemente des Deep Learning und der Künstlichen Intelligenz, die heute zu Erstaunlichem in der Lage sind. Sie sind Grundlage vieler Anwendungen im Alltag wie beispielsweise Spracherkennung, Gesichtserkennung auf Fotos oder die Umwandlung von Sprache in Text. Dennoch verstehen nur wenige, wie neuronale Netze tatsächlich funktionieren. Dieses Buch nimmt Sie mit auf eine unterhaltsame Reise, die mit ganz einfachen Ideen beginnt und Ihnen Schritt für Schritt zeigt, wie neuronale Netze arbeiten: - Zunächst lernen Sie die mathematischen Konzepte kennen, die den neuronalen Netzen zugrunde liegen. Dafür brauchen Sie keine tieferen Mathematikkenntnisse, denn alle mathematischen Ideen werden behutsam und mit vielen Illustrationen und Beispielen erläutert. Eine Kurzeinführung in die Analysis unterstützt Sie dabei. - Dann geht es in die Praxis: Nach einer Einführung in die populäre und leicht zu lernende Programmiersprache Python bauen Sie allmählich Ihr eigenes neuronales Netz mit Python auf. Sie bringen ihm bei, handgeschriebene Zahlen zu erkennen, bis es eine Performance wie ein professionell entwickeltes Netz erreicht. - Im nächsten Schritt tunen Sie die Leistung Ihres neuronalen Netzes so weit, dass es eine Zahlenerkennung von 98 % erreicht – nur mit einfachen Ideen und simplem Code. Sie testen das Netz mit Ihrer eigenen Handschrift und werfen noch einen Blick in das mysteriöse Innere eines neuronalen Netzes. - Zum Schluss lassen Sie das neuronale Netz auf einem Raspberry Pi Zero laufen. Tariq Rashid erklärt diese schwierige Materie außergewöhnlich klar und verständlich, dadurch werden neuronale Netze für jeden Interessierten zugänglich und praktisch nachvollziehbar.
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Computational Technologies

Advanced Topics

Author: Petr N. Vabishchevich

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3110359960

Category: Computers

Page: 278

View: 6494

This book discusses questions of numerical solutions of applied problems on parallel computing systems. Nowadays, engineering and scientific computations are carried out on parallel computing systems, which provide parallel data processing on a few computing nodes. In constructing computational algorithms, mathematical problems are separated in relatively independent subproblems in order to solve them on a single computing node.
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Recent Advances in Parallel Virtual Machine and Message Passing Interface

14th European PVM/MPI User's Group Meeting, Paris France, September 30 - October 3, 2007, Proceedings

Author: Franck Capello,Thomas Herault

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 3540754156

Category: Computers

Page: 396

View: 1681

This book constitutes the refereed proceedings of the 14th European PVM/MPI Users' Group Meeting held in Paris, France, September 30 - October 3, 2007. The 40 revised full papers presented together with abstracts of six invited contributions, three tutorial papers and six poster papers were carefully reviewed and selected from 68 submissions. The papers are organized in topical sections.
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Parallel and Distributed Scientific and Engineering Computing

Practice and Experience

Author: Yi Pan,Laurence Tianruo Yang

Publisher: Nova Publishers

ISBN: 9781590339565

Category: Computers

Page: 223

View: 1110

In the not too distant future, every researcher and professional in science and engineering fields will have to understand parallel and distributed computing. With hyperthreading in Intel processors, hypertransport links in AMD processors, multi-core silicon in today's high-end microprocessors from IBM and emerging cluster and grid computing, parallel and distributed computers have moved into the mainstream of computing. To fully exploit these advances in computer architectures, researchers and professionals must start to design parallel or distributed software, systems and algorithms for their scientific and engineering applications. Parallel and distributed scientific and engineering computing has become a key technology which will play an important part in determining, or at least shaping, future research and development activities in many academic and industrial branches. This book reports on the recent important advances in the area of parallel and distributed computing for science and engineering applications. Included in the book are selected papers from prestigious workshops such as PACT-SHPSEC, IPDPS-PDSECA and ICPP-HPSECA together with some invited papers from prominent researchers around the world. The book is basically divided into five main sections. These chapters not only provide novel ideas, new experimental results and handful experience in this field, but also stimulate the future research activities in the area of parallel and distributed computing for science and engineering applications.
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Parallel and Distributed Processing

11th [i.e. 11] IPPS/SPDP'99 Workshops Held in Conjunction with the 13th International Parallel Processing Symposium and 10th Symposium on Parallel and Distributed Processing, San Juan, Puerto Rico, USA, April 12-16, 1999 : Proceedings

Author: José D. P. Rolim,Jose Rolim,Frank Mueller,G. Goos,J. Hartmanis,Albert Y. Zomaya,Jan Van Leeuwen,Fikret Ercal,Stephan Olariu,Binoy Ravindran,Jan Gustafsson,Hiroaki Takada,Ron Olsson,Laxmikant V. Kale,Pete Beckman,Matthew Haines,Hossam ElGindy,Denis Caromel,Serge Chaumette,Geoffrey Fox,Yi Pan,Keqin Li,Tao Yang,G. Chiola,G. Conte,L. V. Mancini,Domenique Méry,Beverly Sanders,Devesh Bhatt,Viktor Prasanna

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9783540658313

Category: Computers

Page: 1443

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Parallel Processing (Electronic Computers)#x1E; 4 Springer#x1E; 4
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