中科大讲义：并行计算中的算法表达与设计详解

并行算法的表达是并行计算领域的重要组成部分，它涉及使用特定的描述语言来表达和实现算法中的并行结构。这些描述语言通常包括类Algol和类Pascal等，它们扩展了传统的编程语法，引入了并行语句以充分利用多核处理器或分布式计算资源。 在并行计算的结构、算法和编程课程中，"并行计算机系统及其结构模型"章节首先介绍并行计算的概念，阐述其与计算科学的关系，以及现代科学和工程问题对高效计算的需求。课程深入探讨了并行计算机系统的互连方式，如静态、动态互连网络以及标准网络架构，强调了系统之间的连接对于实现并行处理的关键作用。 接着，课程详细讲解了并行计算机系统的结构，包括并行计算机模型，以及如何设计并行计算机以支持并行执行。第二篇着重于并行算法的设计，涵盖了并行算法设计的基础、一般设计方法和基本技术，例如使用Par-do语句和for all语句来分解任务并行化。 在实际应用中，课程内容扩展至并行数值算法，涵盖了基本通信操作、稠密矩阵运算、线性方程组求解和快速傅里叶变换等核心主题。这些算法在数值分析、信号处理等领域具有广泛的应用。 第四篇并行程序设计则涵盖了并行程序设计的基础，以及在共享存储系统和分布存储系统下的编程策略。并行程序设计环境与工具也是本课程的重要部分，它们为开发和调试并行程序提供了必要的支持。 通过学习这门课程，学生不仅能掌握并行计算的理论知识，还能了解如何将这些理论应用于实际问题，提升计算效率，解决复杂问题的能力。这对于从事信息技术、科学计算、工程设计等领域的人来说，是一项必备的技能。