まいみ０９のお買い物ダイアリ

スーパーコンピューターみたいな並列分散処理システムを、コスパ良好なワンボードコンピューターのRaspberry Pi 3を大人買いして作ろうというネタの本のようでR。OSにRasbianを利用してLinuxクラスターを構築するわけなので、ほかのアーキテクチャーにも応用できるかもしれない。ギークの家にパソコンが1台しかないことはあり得ないことから、楽しみが増える1冊ではないでしょうか。

本書を読めば，基本的なコンピュータハードウェア・ソフトウェアの知識をもつ人の誰もが，安価なRaspberry Pi 3でスーパーコンピュータを構築し，高性能計算を行うことができる。

本書では，メッセージ・パッシング・インターフェース（MPI）の実装の一つであるOpen MPIを活用し，ネットワークスイッチを介して8ノードもしくは16ノードのRaspberry Piがお互いに通信できるように設定することよって，Raspberry Pi 3スーパーコンピュータを構築する。さらにこのRaspberry Pi 3スーパーコンピュータにより，実社会のさまざまなアプリケーションを並列実行する方法を学ぶ。

スーパーコンピュータを構築する過程において，Raspberry Pi上で動くLinuxディストリビューションであるRasbianを利用し，ユーザの追加，ファイル一覧の表示，エディタでのファイル編集，IPアドレスの設定，複数のマシンでストレージを共有する方法，コマンドの自動起動の方法，シェルスクリプトの書き方など，Linuxの利用方法についても学ぶことができる。

原著：Carlos R. Morrison: Build Supercomputers with Raspberry Pi 3, Packt Publishing, 2017.
（出版社の調べによる。）

Raspberry Piでスーパーコンピュータをつくろう！ [ Carlos R. Morrison ]
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発売日： 2018年08月24日
著者／編集： Carlos R. Morrison
翻訳：齊藤 哲哉
出版社： 共立出版
発行形態： 単行本
ページ数： 196p
ISBNコード： 9784320124370

主な目次

• 第I部　スーパーコンピュータへようこそ
  • 第1章　スーパーコンピュータを始めよう
    • 1.1　フォン・ノイマン型アーキテクチャ
    • 1.2　フリンの古典的な分類法
    • 1.3　歴史的な観点
      • 1.3.1　スーパーコンピュータの進化
      • 1.3.2　スーパーコンピュータの速度向上
    • 1.4　逐次計算と並列計算
      • 1.4.1　逐次計算手法
      • 1.4.2　並列計算手法
    • 1.5　処理速度向上の必要性
    • 1.6　処理速度に関するさらなる分析的観点
    • 1.7　役に立つ情報源
    • 1.8　まとめ
  • 第2章　1ノードのスーパーコンピューティング
    • 2.1　Linuxのインストール
    • 2.2　PCのプロセッサ
    • 2.3　プロセッサの技術的詳細にアクセスする
    • 2.4　逐次版πコードを書いて実行する
    • 2.5　メッセージパッシングインターフェース
      • 2.5.1　基本のMPIコード
      • 2.5.2　MPI版πコード
      • 2.5.3　重要なMPIループ構造
      • 2.5.4　MPI版オイラーコード
      • 2.5.5　MPI版ライプニッツコード
      • 2.5.6　MPI版ニーラカンタコード
    • 2.6　まとめ
• 第II部　Piスーパーコンピュータの構築
  • 第3章　最初の2ノードを準備する
    • 3.1　部品一覧
    • 3.2　Pi2/Pi3コンピュータ
    • 3.3　プロジェクト概要
    • 3.4　山積みの部品
    • 3.5　マスターノードの準備
    • 3.6　コードの転送
    • 3.7　スレーブノードの準備
    • 3.8　まとめ
  • 第4章　固定IPアドレスとhostsファイルを設定する
    • 4.1　マスターPiの固定IPアドレスを設定する
    • 4.2　ネットワークスイッチで固定IPアドレスを設定する
    • 4.3　hostsファイルを設定する
    • 4.4　まとめ
  • 第5章　すべてのノードに共通のユーザーを作る
    • 5.1　すべてのノードに新規ユーザーを追加する
    • 5.2　認証鍵の生成
    • 5.3　認証鍵の転送
    • 5.4　まとめ
  • 第6章　マスターノード上にマウント可能なディレクトリを作る
    • 6.1　スレーブにエクスポートするディレクトリを作成する
    • 6.2　スレーブにディレクトリをエクスポートする
    • 6.3　エクスポートされたディレクトリを手動でマウントする
    • 6.4　エクスポートしたディレクトリにあるMPIプログラムを実行する
    • 6.5　まとめ
  • 第7章　8ノードを設定する
    • 7.1　ディレクトリのマウントを自動化する
    • 7.2　すべてのノードでhostsファイルを設定する
    • 7.3　残りのスレーブ用SDカードを準備する
      • 7.3.1　残りのスレーブ用SDカードを初期化する
      • 7.3.2　PCのディレクトリにスレーブ1のSDカードイメージをコピーする
      • 7.3.3　スレーブ1のイメージを残りのスレーブ用SDカードにコピーする
    • 7.4　残りのスレーブを設定する
    • 7.5　まとめ
  • 第8章　スーパークラスタを試す
    • 8.1　mpiexec-Hコマンドを使いこなす
    • 8.2　Pi2スーパーコンピューティング
    • 8.3　Pi3スーパーコンピューティング
    • 8.4　便利なbashファイルの作成と実行
    • 8.5　制限を解除する
    • 8.6　まとめ
• 第III部　実世界のアプリケーション
  • 第9章　実世界の数学アプリケーション
    • 9.1　MPI版sine(x)のテイラー級数
    • 9.2　MPI版cosine(x)のテイラー級数
    • 9.3　MPI版tangent(x)のテイラー級数
    • 9.4　MPI版ln(x)のテイラー級数
    • 9.5　まとめ
  • 第10章　実世界の物理アプリケーション
    • 10.1　MPI版並行波動方程式とコード
    • 10.2　まとめ
  • 第11章　実世界の工学アプリケーション
    • 11.1　MPI版のこぎり波信号のフーリエ級数
    • 11.2　まとめ

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