The Art of High Performance Computing for Computational Science, Vol. 2: Advanced Techniques and Examples for Materials Science

این کتاب تکنیک های پیشرفته و عملی را برای بهینه سازی عملکرد برای پردازش بسیار موازی ارائه می دهد. با ویژگی‌های تکنیک‌های موازی‌سازی مختلف در علم مواد، منبع ارزشمندی برای هر کسی است که کدهای نرم‌افزاری برای علوم محاسباتی مانند فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی، علوم زمین، علوم فضایی، آب‌وهوا، پیشگیری از بلایا و ساخت و همچنین برای افرادی که از این نرم‌افزارها استفاده می‌کنند، توسعه می‌دهد. کدها.

فصل 1 ابرکامپیوترها را تشریح می کند و شامل توضیح مختصری از تاریخچه سخت افزار است. فصل 2 روش هایی را برای ارزیابی عملکرد ارائه می دهد، در حالی که فصل 3 مجموعه ای از برنامه های کاربردی تنظیم شده در علم مواد، علوم نانو و فناوری نانو، علوم زمین و مهندسی در کامپیوتر K را شرح می دهد. با معرفی روش order-N، بر اساس محاسبه تئوری تابعی چگالی (DFT)، فصل 4 توضیح می‌دهد که چگونه می‌توان کاربرد DFT را برای سیستم‌های مقیاس بزرگ با کاهش پیچیدگی محاسباتی گسترش داد. فصل 5 شتاب و موازی سازی را در شبیه سازی دینامیک مولکولی کلاسیک مورد بحث قرار می دهد، و در آخر، فصل 6 تکنیک های محاسبات شیمیایی کوانتومی در مقیاس بزرگ، از جمله روش مرتبه-N را توضیح می دهد.

این دومین جلد از دو جلدی است که در آن وجود دارد. از مجموعه ای از سخنرانی ها در پروژه کامپیوتر K در ژاپن رشد کرد. جلد اول به تکنیک های اساسی تری می پردازد و جلد دوم بر تکنیک های پیشرفته و ملموس تمرکز دارد.

This book presents advanced and practical techniques for performance optimization for highly parallel processing. Featuring various parallelization techniques in material science, it is a valuable resource for anyone developing software codes for computational sciences such as physics, chemistry, biology, earth sciences, space science, weather, disaster prevention and manufacturing, as well as for anyone using those software codes.

Chapter 1 outlines supercomputers and includes a brief explanation of the history of hardware. Chapter 2 presents procedures for performance evaluation, while Chapter 3 describes the set of tuned applications in materials science, nanoscience and nanotechnology, earth science and engineering on the K computer. Introducing the order-N method, based on density functional theory (DFT) calculation, Chapter 4 explains how to extend the applicability of DFT to large-scale systems by reducing the computational complexity. Chapter 5 discusses acceleration and parallelization in classical molecular dynamics simulations, and lastly, Chapter 6 explains techniques for large-scale quantum chemical calculations, including the order-N method.

This is the second of the two volumes that grew out of a series of lectures in the K computer project in Japan. The first volume addresses more basic techniques, and this second volume focuses on advanced and concrete techniques.