并行计算机互连网络技术：一种工程方法

　　本书是一本精心组织、论述全面的、面向学生和工程师的互连网络参考书。本书收集整理了分布在数百篇研究论文中的材料，并进行了条理清晰的论述。在互连技术已经占据数字系统设计领域主导地位的这个时代，每一位数字系统设计者都需要了解拓扑结构、路由和流控的概念，这是互连网络的基础。对于每一位想跟上互连网络发展速度的工程师来说，阅读本书是最好的方法。Jose Duato：西班牙瓦伦西亚理工大学计算机工程系教授，同时也是俄亥俄州立大学计算机与信息科学系的兼职教授。Duato博士目前的主要研究领域包括高速互连、多处理器体系结构、集群体系结构以及IP路由器。他第一个提出“虫孔网络无死锁自适应路由理论”，该理论在MIT可靠路由器、Cray T3E路由器和Alpha 21364片上路由器的路由算法设计过程中都得到了应用。目前，Duato博士正与IBM合作设计IBM BlueGene/L超级计算机的互连网络以及用于IP路由器的下一代IBM PRIZMA开关。Sudhakar Yalamanchili：佐治亚理工大学电子与计算机工程系教授。主要研究兴趣包括系统域网络、可配置计算技术以及高速交换和路由。Yalamanchili博士目前承担的课题主要集中于为数据密集型通信开发高速交换基片。Yalamanchili博士是ACM会员以及IEEE高级会员。Lionel Ni：密歇根州立大学计算机科学与工程系教授，研究兴趣包括并行体系结构、分布式计算、高速网络以及普适计算。Ni博士作为一名IEEE资深会员曾多次担任专业会议主席并因撰写多篇杰出论文而多次获奖。本书采用综合描述方法，对长期以来并行计算机互连网络技术研究与发展所取得的成果，包括当前已经实现和在大量文献中提出的有代表性的互连网络，从基本概念、理论、设计方法到工程实践技术进行了系统全面的总结与论述。本书突出了工程实践性，有意地避免了一些复杂的数学描述，强调了设计方法与技术，在各章末尾专门开辟'工程问题'一节，集中讨论工程实践中出现的问题。同时提供了例题和习题供读者练习。本书既可以作为计算机互连网络设计工程技术人员的参考书，又可以作为高年级本科生与研究生的教科书和参考书。阅读此书将是了解并行计算机互连网络技术的最好方法。

　　JoseDuato：西班牙瓦伦西亚理工大学计算机工程系教授，同时也是俄亥俄州立大学计算机与信息科学系的兼职教授。Duato博士目前的主要研究领域包括高速互连、多处理器体系结构、集群体系结构以及IP路由器。他第一个提出“虫孔网络无死锁自适应路由理论”，该理论在MIT可靠路由器、CrayT3E路由器和Alpha21364片上路由器的路由算法设计过程中都得到了应用。目前，Duato博士正与IBM合作设计IBMBlueGene/L超级计算机的互连网络以及用于IP路由器的下一代IBMPRIZMA开关。SudhakarYalamanchili：佐治亚理工大学电子与计算机工程系教授。主要研究兴趣包括系统域网络、可配置计算技术以及高速交换和路由。Yalamanchili博士目前承担的课题主要集中于为数据密集型通信开发高速交换基片。Yalamanchili博士是ACM会员以及IEEE高级会员。LionelNi：密歇根州立大学计算机科学与工程系教授，研究兴趣包括并行体系结构、分布式计算、高速网络以及普适计算。Ni博士作为一名IEEE资深会员曾多次担任专业会议主席并因撰写多篇杰出论文而多次获奖。相关图书数据结构与问题求解：Java版离散数学：第五版智能系统：结构、设计与控制网络分析、体系结构与设计（第二版）可变目标C编译器：设计与实现数据库系统：设计、实现与管理第三版（英文版）非线性控制系统（第三版）数字与微处理器基础——理论与应用器（第四版）交互设计：超越人机交互软件需求Java大学基础教程（第六版）（英文版）Java程序设计教程（第四版）C++大学简明教程：实例程序设计C++大学教程：第4版计算机安全学导论..操作系统基础教程C++编程导论人机交互：第二版支持向量机导论数据库设计、应用开发与管理（第二版）密码学基础（第二卷）：基础应用计算机系统设计与结构（第二版）软件设计：从程序设计到体系结构类型和程序设计语言模式识别（第二版）可计算性与数理逻辑虚拟现实技术（第二版）非线性系统（第三版）数值方法：第四版算法引论：一种创造性方法计算机文化现代数据库管理（第七版）

第1章  引言
  1.1  并行计算和网络
  1.2  并行计算机体系结构
  1.3  网络设计注意事项
  1.4  连网络的分类
  1.5  共享介质网络
  1.6  直接网络
  1.7  间接网络
  1.8  混合网络
  1.9  直接和间接网络统一的观点
第2章  消息交换层
  2.1  网络和路由器模型
  2.2  基本概念
  2.3  基本交换技术
  2.4  虚通道
  2.5  混合交换技术
  2.6  优化交换技术
  2.7  交换技术的比较
  2.8  工程问题
  2.9  推荐参考资料
  习题
第3章  死锁、活锁及饿死
  3.1  死锁避免定理
  3.2  扩展
  3.3  其他方法
  3.4  开关网络的死锁避免
  3.5  电路交换和流水电路交换中的死锁预防
  3.6  死锁恢复
  3.7  活锁避免
  3.8  工程问题
  3.9  推荐参考资料
  习题
第4章  路由算法
  4.1  路由算法的分类
  4.2  确定性路由算法
  4.3  部分自适应算法
  4.4  完全自适应算法
  4.5  最大自适应路由算法
  4.6  非最小路径路由算法
  4.7  回溯协议
  4.8  多级互连网络中的路由
  4.9  不规则拓扑开关网的路由
  4.10  资源分配策略
  4.11  工程问题
  4.12  推荐参考资料
  习题
第5章  聚合通信支持
  5.1  聚合通信服务
  5.2  聚合通信服务的系统支持
  5.3  基本考虑因素
  5.4  多播通信模型
  5.5  多播的硬件实现
  5.6  栅栏同步和归约操作的硬件支持
  5.7  多播的软件实现
  5.8  212程问题
  5.9  推荐参考资料
  习题
第6章  容错路由
  6.1  故障导致的死锁和活锁
  6.2  通道及网络冗余度
  6.3  故障模型
  6.4  SAF和VCT网络中的容错路由
  6.5  虫孔交换网络中的容错路由
  6.6  PCS和搜索网络上的容错路由
  6.7  动态故障恢复
  6.8  工程问题
  6.9  推荐参考资料
  习题
第7章  网络结构
  7.1  网络拓扑结构和物理限制
  7.2  路由器结构
  7.3  工程问题
  7.4  推荐参考资料
第8章  消息层软件
  8.1  消息层的功能
  8.2  消息处理延迟的影响
  8.3  消息层的实现
  8.4  应用程序层：消息传递接口
  8.5  工程问题
  8.6  推荐参考资料
  习题
第9章  性能评价
  9.1  性能指标与结果标准化
  9.2  负载模型
  9.3  交换技术的比较
  9.4  路由算法的比较
  9.5  消息长度的影响
  9.6  网络规模的影响
  9.7  设计参数的影响
  9.8  不规则拓扑路由算法的比较
  9.9  注入限制
  9.10  路由器延迟对性能的影响
  9.11  聚合通信的性能
  9.12  软件消息层
  9.13  容错算法的性能
  9.14  结论
  9.15  推荐的参考资料
附录A  死锁避免的形式化定义
附录B  缩写表
附录C  参考文献