1、结论。 3 Booth, P and Boyle. R. See Glasgow, See Culture. In F. Bianchini and M Parkingson (eds) Cultural Policy and Urban Regeneration: The West Europe Experience. Manchester: Manchester University Press, 1993: pp 193-213 4 Beatriz Plaza. The Guggenheim-Bilbao Museum Effect: A Reply to Maria V. Gomez
2、Reflective Images: The Case of Urban Regeneration in Glasgow and Bilbao . International Journal of Urban and Regional Research. Vol.23 Issue 3. Sep1999 5 Maria V Gomez. Reflective Images: the Case of Urban Regeneration in Glasgow and Bilbao. International Journal of Urban and Regional Research. 22.1
3、, 1998 4 成效及问题 西方国家以文化政策为主导的城市更新策略侧重解决城市经 济问题的出发点在近30年的实践中在取得成效的同时也面 临着诸多的困境正如格拉斯哥的发展一方面作为以文化策略 复兴衰败工业城市的典型案例一再被引用；另一方面它也被视作 一种 “不可持续的文化投资模式” 而遭致诸多批评。 4.1 成效 诸多的学者对于这种自20世纪70年代中期开始的文化与城市 发展之间密切联系的现象予以了相当多的关注。由于文化本身的 图3 CIQ 与谢菲尔德城市中心区的位置关系 不能同时发展完善因而以文化消费为出发点的城市更新往往会造 成城市中心与城市周边地区公共设施和文化设施分布不均的问题 造成城
4、市 “中心边缘” 地区的紧张 （center-periphery tension） 1。 同时以刺激消费为目的的更新策略对于旗舰类的文化建筑 （例如博物馆、美术馆、音乐厅、剧院、歌剧院等） 的投入和维持 费用总是保持在较高的水平因而吸走了大部分的可用资源。在 城市财政紧张的时候地区管理部门往往会缩减支持基于社区的 文化建设和文化活动的预算这些部分往往对于当地居民而言 是非常重要的它是用于资助那些创新性的活动或弱势群体的。 例如法兰克福20世纪80年代大规模文化旗舰项目的投资使得基 于社区的文化投资1988年法兰克福对于社区的文化投资预 算被裁减2。基于社区的文化设施和文化活动是城市文化建设的
5、重要组成但是在以刺激文化消费为主导的城市更新中往往不能 回应当地居民的文化需求。 不能得到当地居民认同的城市文化策略是不可持久的。正如 在格拉斯哥的大规模城市文化投资中由于没有顾及当地居民的 文化需求同城市原有的工人阶层文化传统之间缺乏有机的联 系基于社区的文化项目几乎都没有发展起来；其次文化政策 侧重文化消费的提升而对于文化生产的忽略使得规划中的城市 文化产业一直没有发展起来而文化生产的发展对于解决当地居 民的就业具有更加积极的意义；第三以刺激消费为出发点的文 化政策将城市更新的重点限定在城市中心地区而对周边地区的 发展无暇顾及在城市中心通过一系列文化举措得到更新和重获 生机的时候居住在格拉
6、斯哥外围以及居住条件堪忧的Pollok、 Drumchapel、 Easterhouse和Castelmilk地区居民的生活质量却在 持续恶化3。由于没有回应当地居民的需求格拉斯哥在旅游者增 加的同时当地居民却在持续地减少并且相应的就业也在萎缩4； 众多的学者指出格拉斯哥在80年代进行的文化投资是一种不 可持续的发展方式5。 4.3 问题之二经济发展的问题 以解决经济问题为出发点的文化政策究竟有没有解决城市的 经济问题呢？在文化政策发展文化生产和刺激文化消费的两种发 展途径中主要的争论集中在后者上。F. Bianchin在对西欧国家 20世纪80年代文化政策主导下的城市更新案例分析总结的基础
7、上指出以刺激文化消费为出发点的文化政策 “对于财富的增加 和工作岗位的创造相对来说有限的其主要贡献在于对城市形象 的塑造以之吸引来访者6” 。 事实上在城市更新中文化项目的介入本身就意味着较高的 投入和较长的回报时间政府或是开发机构通过项目本身通常难 以直接获得较高的经济效益。此外对于城市而言以刺激文化 消费和推动旅游发展的更新策略往往多于倚重外在因素的影响 例如旅游季节、游客数量等；同时提供的工作往往对技能要求不 高因而工作报酬较低且工作岗位的数量易波动。如果不扶持地 方的产业发展和提高当地居民的劳动技能单纯依靠旅游发展和 改善文化消费环境来吸引银行业、保险业以及相关服务行业的成 功者寥寥。
8、 让我们再来看看格拉斯哥的案例。在格拉斯哥城市面貌得到 更新、旅游持续发展的同时城市所提出的经济更新计划始终未 能实现：在19811991年人口、就业、产业的统计报告中指 出在英国国内零售、商业、休闲等领域就业增加14%的同时 格拉斯哥的相关领域就业减少了13% 同时19891994年的城市 发展备忘录中指出格拉斯哥一直希望重点发展的地区服务行业 的就业人口也在相应下降7。 5 结论 文化是城市发展的根本动力所在随着全球化所引发的城市 竞争文化策略已经成为了当今城市生存的关键所在8。但是 在城市发展中如果仅仅将文化当作经济发展的 “引诱者” 而不注 重文化潜在的精神作用、注重回应当地居民的文化
9、需求这样的 文化发展即使能够实现一定时间内的繁荣但是之后会面临长久 的困境。事实上随着对以经济发展为单一目标的文化政策的反 思侧重经济、社会整体发展的文化规划从20世纪的90年代开 始在西方城市得到广泛的讨论并付诸实施。 对于中国城市而言在经历了经济高速增长之后正在面 临从以经济指标为衡量标准到经济社会相协调的科学发展观的城 市发展观念转变在运用文化资源促进城市发展的过程中同样 要避免局限在对单一经济发展目标的追求上。单纯追求经济效益 1 Franco Bianchini， M. Parkinson. Cultural Policy and Urban Regeneration: The We
10、st European Experience. New York: Martins Press, 1993:201 2 Franco Bianchini， M. Parkinson. Cultural Policy and Urban Regeneration: The West European Experience. New York: Martins Press, 1993:123 3 Franco Bianchini， Cultural Planning for Urban Sustainability. In Nystrom, L. (ed.). City and Culture,
11、Cultural Processes and Urban Sustainability. Karlskrona Swedish Urban Environment Council, 1999. 4 Graeme Evans. Cultural Planning: An Urban Renaissance. Routledge: London and New York, 2001:218 5 Graeme Evans. Cultural Planning: An Urban Renaissance. Routledge: London and New York, 2001:218 Maria V
12、 Gomez. Reflective Images: the Case of Urban Regeneration in Glasgow and Bilbao. 6 Franco Bianchini. Cultural Planning for Urban Sustainability. In Nystrom, L. (ed.). City and Culture, Cultural Processes and Urban Sustainability. Karlskrona Swedish Urban Environment Council, 1999. 7 Maria V Gomez. R
13、eflective Images: the Case of Urban Regeneration in Glasgow and Bilbao. International Journal of Urban and Regional Research. 22.1, 1998 8 Zukin, S. The Cultures of Cities. Cambridge: Blackwell Publishers, 1995:271 的文化建设常伴随着对文化资源竭泽而渔式的开发在未能仔细 分析社会效益以及经济效益的前提下盲目建设文化旗舰项目。这 样的发展模式往往是短视的并且还是短效的。回应居民的文化
14、需求回应地方的文化特色这是中国城市在文化建设中的必然 之路。 参考文献 Bassett， K. Urban 一个学期的前半部分，其余时间专供项目实践和学生演示之用。每个学生在第5周进行项目 选题的演讲，在最后的第10周，对所做项目进行展示。在两者之间的课上，安排为答疑时间和（教师或客座专家）分享创建和 使用CUDA应用的经验。与本书的逻辑结构对应，课程的执行流程大致如下： 系统配置和初始CUDA样例运行：附录A、附录B和第1章。 C语言基础：附录C。 CUDA基础，包括并行模型和关键语言扩展：第2章和第3章。 交互式图形学：第4章。 共享内存：第5章的第一部分。 原子功能：第6章的第一部分。
15、项目：让学生自由探索剩下的第59章，寻找项目实践的灵感，鼓励他们积极编写代码，并尽可能多地帮助他们去克服其 中碰到的障碍。 虽然本书的组织跟课程有一定的关系，但涉及的内容大多是无向导的CUDA世界，如此偌大的疆域，很难不迷路。我们搜集 并查阅了很多材料，包括书籍、示例代码、研究类论文、研讨会讲座，以精选出学习CUDA必需的那些知识，能够让外行工程师 也知道利用如CUDA这样的强大工具能做什么以及如何做到。我们真诚希望，本书可以同时支持个人学习和课堂配套教学；我们 真诚地希望本书能帮助你避开拦路虎，让你的CUDA之旅更高效、更愉快、更有收获。 参考文献 第1章 起步 本章带领读者进入CUDA并行
16、计算的世界。我们将从运行一个CUDA工具箱（CUDA Toolkit）提供的样例程序开始。这个 样例程序包含串行和并行两个版本，因此读者可以通过运行性能上的对比来建立CUDA是如何增强运算能力的第一印象。需要注 意的是，搭建和执行应用需要依赖读者使用的操作系统，我们会对在Windows、Linux和OS X下运行样例程序提供详细的指 导。在本章的结尾，我们将给出后文用以讲解CUDA并行化的两个简单C语言程序。 在本章中，如果出现了需要读者注意的事项或者相关知识，我们会用提示（checkpoint）来指引读者阅读附录的相关内 容。当提示读者此处需要去查询附录内容时，请相信这样做会比勉强继续阅读而
17、不去弄清相关的关键知识更加节省时间。 在这里我们要介绍第一个提示：读者需要在一个能够使用CUDA的系统上工作，其中包括一块支持CUDA的图形显卡并且安 装了CUDA开发套件。如果有任何关于开发环境的问题请参见附录A和附录B来确认硬件状态和软件状态。 1.1 运行CUDA样例程序 让我们从运行第一个样例程序nbody开始，以此获得一个有意义的CUDA初体验。这个程序模拟了大量受到万有引力影响的 粒子群的运动情况，并且进行了可视化。 1.2 运行我们自己的串行程序 是时候把我们的目光从CUDA样例程序移开，构建并运行我们自己的程序。在本节我们将给出完成相同功能的两个应用的代 码dist_v1和di
18、st_v2。每个应用都计算了从一个参考点到N个在直线上均匀分布的点之间的一组距离。这一任务精心设计，力求 简单，但是对于工程师而言仍然具有明确的指导意义。读者也很容易考虑到如何将这里的实现推广到更加通用的场合。 值得注意的是，虽然dist_v1与dist_v2实现的是同一个任务，但是它们通过不同的方法来完成。 dist_v1使用一个for循环，循环内先对循环变量进行归一化得到一个输入位置然后计算并存储该位与参考位置的距离。这 里我们建立一个distance（）函数计算一个参考位置和某个点间的距离，该函数调用了N次。 dist_v2以建立一个输入位置的数组作为开始，然后将这个数组指针传给dist
19、ance-Array（）函数，该函数在一次调用中计算 并存储整个数组距离值。 dist_v1和dist_v2将作为我们在第3章中讲解并行化的初始实验对象。这里给出它们的代码，每个程序的创建、编译以及运行 的指南和详细解释参见附录C。这里给出另一个提示：你需要能够编译并运行dist_v1和dist_v2这两个程序。如果你对此有任何 问题，请参考附录C来找到解决这些问题的方法。 1.3 本章小结 在本章，我们运行了一些CUDA样例程序并且获得了GPU并行计算的直观体验。同时我们介绍了两个串行的程序，将在后文 作为并行化的实验函数。其中dist_v1提供了一个最简单的并行化实验例子，而dist_v2
20、则描述了一个实用的结构和更典型的数据 流。 现在要准备好进入第2章，开展CUDA并行计算模型的讨论，之后的第3章将展示使用CUDA进行并行化的实现细节。 1.4 推荐项目 项目15是关于运行其他CUDA样例程序的练习。 1.运行在1_Utilities文件夹下的deviceQuery样例程序，获取读者计算机系统中支持CUDA的GPU信息。 2.运行在2_Graphics文件夹下的Mandelbrot样例程序。模拟选项将会出现在命令行窗口中。你可以通过ESC键随时退出模 拟。 3.运行在2_Graphics文件夹下的volumeFilter样例程序。模拟选项将会出现在命令行窗口中。 4.运行在5
21、_Simulations文件夹下的smokeParticles样例程序。在模拟中点击鼠标右键可以看到交互选项。 5.运行在5_Simulations文件夹下的fluidsGL样例程序。在模拟中使用鼠标左键点击和拖动来操纵液态粒子（r键重置模 拟）。 6.我们定义了distance（）函数返回sqrt（x2-x1）*（x2-x1）的计算结果。另一种替代计算欧氏距离的替代方式是使 用绝对值距离。请创建一个替代现有方法的基于绝对值的distance（）函数。参 考 第2章 CUDA基础知识 在第1章中我们的讨论以计算从一个参考点到一组输入位置距离的函数distance-Array（）结束。这个计算完
22、全是串行的， 距离数值是根据一个for循环中的计数i和输入数组的范围顺序计算的。但是，任何一个距离的计算相对于其他计算都是独立的。 在串行实现中，我们不能发挥计算独立的优势反而会在计算中等待，直到一个计算完成再进行下一个计算。如果读者所使用的系 统同一时间只能进行一个计算，那么串行的实现无可苛责。然而，在一个通用的GPU计算中，我们拥有成百上千的可以同时进 行运算的硬件单元。为了让我们拥有的众多处理器发挥优势，我们将串行模式（同一时间内只进行一个计算任务，其他的依次等 待）转换为并行模式（大量的计算同时执行）。本章中描述了CUDA模式中的并行、CUDA的基本编程语言扩展以及应用程序编 程接口（
23、API）1，2。 2.1 CUDA并行模式 从串行到CUDA并行同时涉及硬件和软件两方面。硬件的转换涉及包含了多个运算单元以及运算规划和数据传输机制的芯 片。软件的转换涉及API以及对编程语言的扩展。 主机和设备 明确一下我们的术语，主机指代CPU和内存，设备指代GPU和显存。 GPU能够进行并行化的关键属性是其并不是只有一个或几个计算单元（像现代多核CPU一样）而是其具有成百上千计算单 元。如果读者能够将计算分成大量的独立子任务，这些大量的计算单元为并行执行这些任务提供了可行性，换言之，同时执行这 些任务而不是串行进行。值得注意的是，这样的并行涉及许多规划方面的问题：如何让一个特定的计算单元
24、知道其需要执行哪个 子任务？如何让大量的计算单元进行指令和数据的访问而不会造成巨大的通信阻塞？ CUDA引用了单指令多线程（SIMT）的并行模式。CUDA GPU包含了大量的基础计算单元，这些单元被称为核（core）每 一个核都包含了一个逻辑计算单元（ALU）和一个浮点计算单元（FPU）。多个核集成在一起被称为多流处理器（SM）。 我们将一个计算任务分解为多个子任务，并将其称为线程，多个线程被组织为线程块。线程块被分解为大小与一个SM中核 数量相同的线程束（warp）。每个线程束由一个特定的多流处理器执行。这些多流处理器的控制单元指挥其所有核同时在一个 线程束的每个线程中执行同一个指令，因此这
25、个术语称为单指令多线程（single instruction multiple thread）。 执行同一指令并不是仅仅重复一种运算，因为每个线程使用由CUDA提供的单独的索引值进行了不同的运算3。这种SIMT 的方法是可拓展的，因为可以通过使用更多的多流处理器分担计算负载来增加计算的吞吐量。图2.1显示了一个GPU和一个CPU 之间的架构对比。CPU拥有较少的核，占据芯片的小部分，而更多的区域被用来加速那些少量核的控制器和缓存占据。通常而 言，访问数据所需的时间会随着计算核和存贮数据的内存间位置的距离而增加。核等待数据的时间被称为延迟（latency），并 且一个CPU通过设计大量的可以快速
26、访问的空间存储数据来缩小延迟。 图2.1 CPU与GPU的架构对比 （图片来源于CUDA Programming Guide，已获得NVIDIA公司版权） GPU的空间分配则十分不同。芯片上的大多数地方被分配给了大量组织成多流处理器的运算单元和共享的控制单元。与其 缩小延迟（需要为每个核配备大量缓存）GPU更倾向于隐藏延迟。当一个线程束所需要的数据不可获得时，多流处理器会转向 执行另一个可获得数据的线程束。所关注的重点是整体的运算吞吐量而不是单个核心的执行速度。 现在我们已经准备好讨论CUDA的SIMT软件方面的实现。关键的软件结构是一种叫作核函数（kernel）的特殊形式的函 数，这个函数中
27、产生大量的组织成可以分配给多流处理器的计算线程。用CUDA术语来讲，我们加载一个核函数来创建一个由多 个线程块组成的线程网格，线程块由多个线程组成。为了替换串行的计算，我们需要一种方法来告诉每个线程去执行哪一部分运 算，换0.001.1.8项目资金来源本项目总投资资金12000.00万元人民币，资金来源为项目企业自筹。1.1.9项目建设期限本项目工程建设自201X年5月至201X年11月底完工，建设工期共计7个月。1.2项目承建单位简介X X能源科技开发有限公司位于X市国家高新技术经济开发区。公司致力于资源的开发和利用，专注能源环保研发多年，是一家专业从事生物质能源开发与应用的国家级高新技术企
28、业。公司利用自有核心专利技术研发符合国家大力发展清洁能源，促进节能减排、高效环保的要求，还具有指标高、实现功能全、取材广泛丰富、廉价、效益高、回收期短的突出特点。可广泛应用于工业、民用、国防等领域，整体技术达国内领先水平。公司经过多年发展，形成了“依环保求生存，以人才聚科技，靠科技谋发展，向管理要效益”的经营指导思想和“集天地之气，正人文之本，和万物之灵，创能源之利”的文化理念，遵循循环发展理论，积极研发高效能源和环保产品及其制备工艺装备。公司拥有一整套的激励科技发展措施，系统严格的生产管理制度和完善的产品质量保障体系，国内一流生产营销人才和管理队伍。以国家产业政策为依托，以公司研发中心为骨干
29、，坚持以人为本，技术创新为先导，大力进行科研费用投入，大胆创新、努力研发，已成为国内研究生物质能源领域技术力量较强，产品较全，经营规模较大的企业之一。1.3编制依据1. 中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要；2. 黑龙江省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要；3. 国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）；4. “十三五”国家战略性新兴产业发展规划；5. 中国制造2025；6. 工业绿色发展规划（2016-2020年）；7. 中国建筑材料工业新兴产业发展纲要；8. 关于促进建材工业稳增长调结构增效益的指导意见；9. 工业可行性研究编制手册；10. 现代财务会计；
30、11. 工业投资项目评价与决策；12. 项目公司提供的发展规划、有关资料及相关数据；13. 国家公布的相关设备及施工标准。1.4编制原则 （1）充分利用企业现有基础设施条件，将该企业现有条件（设备、场地等）均纳入到设计方案，合理调整，以减少重复投资。（2）坚持技术、设备的先进性、适用性、合理性、经济性的原则，采用国内最先进的产品生产技术，设备选用国内最先进的，确保产品的质量，以达到企业的高效益。（3）认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定，执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。（4）设计中尽一切努力节能降耗，节约用水，提高能源的重复利用率。（5）注重环境保护，设计中注重建设垃圾处理
31、方案，在建设过程中采用行之有效的环境综合治理措施。（6）注重劳动安全和卫生，设计文件应符合国家有关劳动安全、劳动卫生及消防等标准和规范要求。1.5研究范围本研究报告对企业现状和项目建设的可行性、必要性及承办条件进行了调查、分析和论证；对产品的市场需求情况进行了重点分析和预测，确定了本项目的产品生产纲领；对加强环境保护、节约能源等方面提出了建设措施、意见和建议；对工程投资、产品成本和经济效益等进行计算分析并作出总的评价；对项目建设及运营中出现风险因素作出分析，重点阐述规避对策。1.6主要经济技术指标项目主要经济技术指标表序号项目名称单位数据和指标一主要指标1总用地面积亩50.002总建筑面积22
32、880.003达产年设计产能万吨/年5.004总投资资金，其中：万元12000.004.1建筑工程费用万元3683.004.2设备及安装费用万元4490.004.3土地费用万元1500.004.4其他费用万元178.464.5预备费用万元148.544.6铺底流动资金万元2000.00二主要数据1达产年年产值万元55000.002年均销售收入万元47666.673年平均利润总额万元3980.574年均净利润万元2985.435年销售税金及附加万元343.376年均增值税万元3433.657年均所得税万元995.148项目定员人2009建设期个月7三主要评价指标1项目投资利润率%33.17%2项
33、目投资利税率%64.65%3税后财务内部收益率%24.86%4税前财务内部收益率%32.05%5税后财务净现值(ic=8%)万元12,375.156税前财务净现值(ic=8%)万元18,598.147投资回收期(税后)含建设期年4.178投资回收期(税前)含建设期年3.479盈亏平衡点%23.17%年产无梭织机项目可行性研究报告第二章 项目背景及必要性分析2.1项目提出背景循环型经济是“循环型社会”的物质基础，而“循环型社会”则是循环型经济的制度保障。两个过程是统一的，表现在人类生活方式、价值观、消费观、人群组织方式以及社会的运行方式的转变上，因为经济系统中的加工废物和消费废物都是排入社会的，
34、如果社会没有把这些废物重新输入到经济系统的机制的的话，循环型经济是不可能形成的。而要形成这一机制则要依赖于上述的价值观、消费观和相关方式的转变。自从循环型经济的概念问世以来，发达国家及其城市已先后把构建循环型经济、建设循环型社会作为经济社会发展的一体化目标，提出在促进经济增长的同时要成倍地降低物质消耗和污染排放，这正是提高资源生产率的本质所在。“十三五”时期是全面建成小康社会决胜阶段。必须认真贯彻党中央战略决策和部署，准确把握国内外发展环境和条件的深刻变化，积极适应把握引领经济发展新常态，全面推进创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展、共享发展，确保全面建成小康社会。工业化、城市化进程不断加快
35、，资源消费强度将持续加大，工业转型升级和绿色发展的任务十分繁重，对资源综合利用提出了更高的要求。随着相关法律法规的不断完善，公众资源、环境保护意识的逐步增强以及新工艺、新技术、新装备的不断突破，资源综合利用产业必将向更深、更广的领域拓展。加强资源综合利用，促进资源综合利用产业快速发展，是大力推进节能减排，加快转变经济发展方式，构建“资源节约型和环境友好型”工业体系的必然选择，并具有十分重要的意义。随着人们对环境资源重视程度的提高，以资源综合利用为核心的循环型经济发展模式已成为世界经济发展的趋势。我国是人口大国，人均自然资源有限，远低于西方国家。大力开发资源循环利用技术，将对国民经济发展和环境可
36、持续发展产生深远影响。2.2项目发起缘由我国政府将节约资源作为基本国策，发展循环经济，保护生态环境，加快建设资源节约型、环境友好型社会。开展资源综合利用，是实施节约资源基本国策，转变经济增长方式，发展循环经济，建设资源节约型和环境友好型社会的重要途径和紧迫任务。保护生态环境，是有利社会的一件好事、一件幸事，是广大农民的福音。料充分体现了资源利用、健康环保、节约替代、循环经济、可持续发展等一系列的先进理念，将具有更广阔的市场前景。2.3项目建设必要性分析2.3.1积极响应我国新时期绿色发展理念号召的现实举措十八大以来，以习近平同志为总书记的党中央坚持实践创新、理论创新，协调推进“四个全面”战略布
37、局，坚持统筹国内国际两个大局，毫不动摇坚持和发展中国特色社会主义，党和国家各项事业取得了新的重大成就。十八届五中全会强调，实现“十三五”时期发展目标，破解发展难题，厚植发展优势，必须牢固树立并切实贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念。这是关系我国发展全局的一场深刻变革。习近平的绿色发展理念是把马克思主义生态理论与当今时代发展特征相结合，又融汇了东方文明而形成的新的发展理念；是将生态文明建设融入经济、政治、文化、社会建设各方面和全过程的全新发展理念。绿色经济理念是指基于可持续发展思想产生的新型经济发展理念，致力于提高人类福利和社会公平。“绿色经济发展”是“绿色发展”的物质基础，涵盖了两个方
38、面的内容：一方面，经济要环保。任何经济行为都必须以保护环境和生态健康为基本前提，它要求任何经济活动不仅不能以牺牲环境为代价，而且要有利于环境的保护和生态的健康。另一方面，环保要经济。即从环境保护的活动中获取经济效益，将维系生态健康作为新的经济增长点，实现“从绿掘金”。要求把培育生态文化作为重要支撑，协同推进新型工业化、城镇化、信息化、农业现代化和绿色化，牢固树立“绿水青山就是金山银山”的理念，坚持把节约优先、保护优先、自然恢复作为基本方针，把绿色发展、循环发展、低碳发展作为基本途径。因此，项目建设实施正是积极响应了国家绿色发展理念的号召。2.3.2带动我国资源循环利用产业的发展需要随着我国国民
39、经济和社会经济的快速发展，能源问题和环境保护的问题再一次成为制约国民经济可持续发展的首要问题。因此，开展资源综合利用是我国落实节约资源的基本国策，是建设资源节约型和环境友好型社会的一项重要任务，也是很多企业调整结构、提高经济效益的新的经济增长点。以科学发展为主题，以转变经本书赞誉 FORTRAN（盛行于20世纪60年代）是最早允许我们在大型机上编程的语言。之后是BASIC（流行于20世纪80年代）赋予 我们为第一批微型计算机编写程序的能力。现在轮到CUDA，让我们可以为超级微型计算机编写程序。 本书介绍的技术能够帮助工程和数学等领域的研究者以超越微机100倍的速度执行计算任务。这使新的计算任务
40、得以完成， 也使本书得以成为颠覆传统规则的教程。 Richard H.Rand，康奈尔大学机械与航空航天工程系教授、数学系教授 本书结构合理，内容实用，能够帮助读者快速体验CUDA并行编程并即时得到结果。本书围绕不同科学和工程问题，展示了 GPU编程的魅力。书中提供了优秀的示例程序和项目练习，让人读之愉悦。 Mark Staveley博士，微软Azure高性能计算高级项目经理 本书名副其实，手把手教授读者基本概念、核心策略、关键术语和典型示例。这些内容有机构成的教学体系以老道而深入的 方式介绍高性能计算。本书同时适用于专家和普通读者。 Joseph M.Iaquinto博士，VA Puget
41、Sound公司研究专家 本书体现的实用性与我为工程师讲授数值方法课程的教学方法具有惊人的一致性。本书将为工程专业的学生以及程序员补充 新的数值计算工具箱，使他们能够基于CUDA进行高性能科学计算。对于有一定编程基础的CUDA初学者，本书堪称完美。建议 读者遵从作者的建议，尽早好好练习实践项目。践行本书的理论，你将可以熟练应对GPU计算方面的项目，进入CUDA开发者行 列。 Lorena A.Barba，乔治华盛顿大学机械与航空航天工程系副教授 致谢 我们需要向很多人致谢，没有他们也就没有这本书。 感谢我们的家人，在写作本书的过程中，我们对他们时有忽略。谢谢Laura Lewin和Pearson
42、公司的所有人，他们为本书的 编辑、出版和营销做了大量努力。多谢CUDA专家手册：GPU编程权威指南1一书的作者Nicholas Wilt先生（曾任职于英 伟达公司，现任职于亚马逊公司），是他建议我们与Laura联系，最终促成了本书的出版。同样需要感谢英伟达公司的Thomas Bradley、微软公司的Mark Staveley和康奈尔大学的Richard Rand，作为技术评审专家，他们提供了颇具建设性的评论、校正 和见解。 谢谢华盛顿大学西雅图校区机械工程系的同事们。他们与我们上聊科技大势下聊底层技术细节，为本书贡献了素材。这些同 事包括却不仅限于Mark Ganter、Di Zhang、B
43、en Weiss等人。他们帮本书绘制了多幅图片并提供了多个好用的软件帮我们制 作标签和自动排版代码。我们也要感谢机械工程系系主任Per Reinhall，是他批准了我们的课程申请，正是这门课促使我们编写 了本书的很多内容。另外要感谢同校放射科的David Haynor和西雅图VA医院的William Ledoux，他们的研究项目持续围绕着 CUDA相关的技术探索。 特别感谢英伟达公司的员工们。包括首席执行官黄仁勋，他一直坚信并热情坚持基于GPU的并行计算；学术项目经理 Chandra Cheij；高等教育与医疗行业主任Kimberly Powell；给我们帮助和启迪的CUDA大师Jon Sap
44、oshnik和Bob Crovella。 最后同样的感谢送给战略营销主任Jay White，他长期支持西雅图地区的GPU计算交流会并是我们聚会的召集人。 我们还要感谢所有的学生。他们敢于参加华盛顿大学早期的CUDA课程，颇有冒险精神。特别是已毕业的硕士生Grant Marchelli（现在他已拿到了博士学位并受聘在Envitrum公司任职CTO），他参与了课程的很多关键环节，包括建立实验环境、 提供示例代码并受邀讲课。特别感谢Gerald Barnett，当本书进入第一稿编辑环节时，他立即放下自己的事情，全情参与。 最后，真心感谢本书的读者。分享对象的价值取决于有没有合适的人去共享。谢谢你们对
45、本书感兴趣。我们真诚地希望本书 能为你们带来有用的经验和丰厚的回报。 1 此书已由机械工业出版社出版，书号为978-7-111-47265-0。 第0章 本书导读 欢迎阅读本书。本书的目标是让你亲身参与个人高性能计算（Personal High-Performance Computing，PHPC）。如果 你跟随我们的CUDA世界之旅，只需一台基本的游戏级计算机，你就可以执行大规模并行计算并从中获益。这种规模的计算任务 在几年之前是需要超级计算机才能完成的。本书包含的内容能够帮助你去阅读更高深的CUDA著作并开发自己的CUDA项目。 首先，介绍一下CUDA以及我们的教学策略。 0.1 什么是C
46、UDA CUDA是英伟达公司为促进高性能并行计算的普及所创建的支持并行计算的软硬件平台。CUDA的硬件方面涉及显卡上配备 的一个或多个兼容CUDA的图形处理器（Graphics Processing Units，GPU）。英伟达CUDA工具箱软件则提供了基于 C/C+编程语言的开发环境1。 CUDA使用的基于GPU方式的大规模并行计算也是很多最快和最节能超级计算机所采用的关键技术。核心的度量准则已经从 每秒浮点计算次数（FLOPS）转变为每瓦电能的每秒浮点计算次数（FLOPS/watt，即计算的总量除以消耗的能量）。而GPU并 行方式在每瓦电能的每秒浮点计算次数上具有优势。实际上，在2012年
47、6月到2013年12月期间，全世界最节能的10大超级计算 机从刚开始的完全基于IBM的绿色基因系统（配有PowerPC CPU）转变成基于英伟达公司的GPU系统2。在这个快速转换为 GPU计算的过程中，计算能力与电能消耗的比率已经翻了两番，并在持续增长。 0.2 学习CUDA的“须知” 基于GPU的并行计算是真正改变行业面貌的技术。你需要知道基于GPU的并行计算以保持不被如下工程领域抛下：应用计 算、工程设计和分析、计算机仿真、机器学习、视觉和成像系统或任何其他一些计算密集型领域。基于GPU的并行计算对一些 计算任务可以减少数个数量级的时间消耗，所以那些本来需要持续运行若干星期才能完成的大型计
48、算任务（如在一个大的数据集 训练机器学习系统），现在可以在数小时执行结束。对于中等规模的计算任务（像产生三维轮廓图），本来要等待几分钟的，现 在却能进行实时的交互了。而这些收益只需你付出可以接受的成本，不论是在精力付出上，还是在硬件投入上。你需要知道 CUDA，因为它是目前在榨取GPU并行计算能力上支持力度最好的，也是最方便使用的平台。 为了让你与CUDA第一次亲密接触，我们也将尽最大努力提供应该让你知道的一切（尽可能删去你不需要知道的内容！）。 这本书并不打算成为一个百科全书式的指南，这类的优秀CUDA书籍已经上市。我们将提供这类参考资源的链接。我们希望你在 学习高级CUDA实用知识时可以阅读它们。对于这类指南，它们的最大不足在于假定读者已经具有并行计算和CUDA的背景知 识，这也是它们的专业行话和语境可以成立的
个人主页