并行计算理论与实践：科学挑战与高速计算机应用

《并行计算与实践》是一本由李庆华和王多强编著的专著，针对并行计算这一领域的理论与实际应用进行了深入探讨。该书于2002年4月由国家高性能计算中心（武汉）出版，旨在满足现代科学与工程日益增长的计算需求。 在第一章“引论”中，作者首先强调了传统科学方法，即观察、理论、实验和验证的过程。然而，随着科学的进步，特别是对于那些实验成本高、耗时长或难以实现的领域，如量子化学、宇宙学、计算流体动力学等，数值模拟成为关键工具。这些复杂的科学问题因其高度复杂性和规模，往往需要借助高速计算机或高性能计算平台来求解，因此被定义为科学的“重大挑战”。 书中详细阐述了并行计算的重要性，它通过将任务分解为多个子任务同时执行，显著提高了处理大规模数据和复杂计算问题的能力。并行计算的优势在于能够利用多核处理器、分布式系统、GPU加速等技术，实现计算资源的优化分配，从而大大提高计算效率，缩短解决问题的时间。 并行计算技术包括并行算法设计、并行编程模型（如OpenMP、MPI、CUDA等）、分布式系统管理和优化、以及异构计算架构的运用。在实践中，这门技术广泛应用于诸如气候建模、分子模拟、生物信息学分析、金融风险评估等多个领域。 书中还可能会涉及并行计算的硬件基础设施，如超级计算机的构建和维护，以及如何通过并行计算解决实际问题中的瓶颈。此外，还可能包含一些成功案例和实践经验分享，让读者理解并行计算如何在实际工作中发挥作用，以及如何应对并行计算中可能出现的挑战，如数据同步、负载均衡和错误处理等问题。 《并行计算与实践》为读者提供了一个从理论到实践的全面指南，帮助读者理解和掌握如何利用并行计算技术解决现代科学和工程中的复杂问题，以推动科技进步和社会发展。这本书不仅适合计算机科学专业人员，也对从事科学研究、工程设计和技术管理的人员具有很高的参考价值。