并行计算深入讲解：DO编译制导语句与并行算法

"这篇讲义来自中国科学技术大学，主题是并行计算，主要涵盖了DO编译制导语句在并行计算中的应用。" 在并行计算领域，DO编译制导语句是用于指导并行执行循环的一种关键工具，特别是在使用OpenMP这样的并行编程库时。OpenMP是一种广泛使用的API，它允许程序员在共享内存的多处理器系统上编写并行代码。在给出的例子中，`!$OMP PARALLEL DO` 指令启动了一个并行区域，`DO` 循环随后被并行化，每个进程独立处理一部分循环迭代。`B(I) = (A(I) + A(I-1)) / 2.0` 这一行展示了循环体内的计算，而 `!$OMP END DO NOWAIT` 结束并行循环，并且不等待所有线程完成，这可以避免同步开销，提高效率。 并行计算是计算科学的重要组成部分，尤其在处理大规模数据和复杂计算任务时，如气候模拟、分子动力学和图像处理等。讲义详细地划分了四个部分来讲解并行计算的基础、算法设计、数值算法以及程序设计： 1. **并行计算的基础** 包括并行计算机系统结构模型的介绍，讨论了并行计算如何满足现代科学与工程问题的计算需求，以及各种系统互连结构，如静态、动态互联网络和标准网络。 2. **并行算法的设计** 介绍了设计并行算法的基础、一般设计方法和基本设计技术，以及设计过程，帮助开发者将串行算法转化为并行版本，提高计算效率。 3. **并行数值算法** 讲述了并行计算中常见的基本通信操作、稠密矩阵运算、线性方程组求解和快速傅里叶变换，这些都是科学计算的核心问题。 4. **并行程序设计** 详细阐述了并行程序设计的基础知识，包括不同编程模型（如共享存储和分布式存储系统）以及并行编程环境和工具，这些都是实现并行计算的实用技能。 通过这些章节，学习者能够深入理解并行计算的原理，掌握并行算法设计和程序实现的方法，从而有效地利用多核处理器或分布式计算资源，解决复杂计算问题。国家高性能计算中心（合肥）提供的这份资料为深入学习并行计算提供了一条清晰的路径。