并行计算基础与算法设计-中科大讲义解析

"并行计算——结构算法编程-并行计算(中科大讲义)" 这篇讲义深入探讨了并行计算的各个方面，旨在提供一个全面的并行计算学习框架。主要分为四个部分，涵盖从基础理论到实践应用的关键知识点。 第一篇“并行计算的基础”介绍了并行计算的核心概念。第一章详细阐述了并行计算机系统及其结构模型，包括并行计算的定义和它在计算科学中的重要地位，以及如何满足当代科学与工程问题的计算需求。第二章讨论了三种常见的并行机系统类型：对称多处理器（SMP）、大规模并行处理（MPP）和集群（Cluster），分析它们的特点和应用场景。第三章则关注并行计算的性能评测，讲解了如何评估并行系统的效能和效率。 第二篇“并行算法的设计”是关于并行算法构建的理论基础。第四章建立了并行算法设计的基础，第五章介绍了并行算法的一般设计方法，第六章深入探讨了基本的设计技术，如数据分区、任务分配等，而第七章则阐述了一般的设计流程，指导如何从问题抽象到实现有效的并行解决方案。 第三篇“并行数值算法”具体研究了并行计算在数值计算中的应用。第八章讲解了基本的通信操作，这是并行计算中不可或缺的部分。第九章和第十章分别讨论了稠密矩阵运算和线性方程组的并行求解，这些都是科学计算中的常见问题。第十一章则聚焦于并行快速傅里叶变换（FFT），这是一种在信号处理和图像分析等领域广泛使用的算法。 第四篇“并行程序设计”则转向实际的编程实践。第十二章涵盖了并行程序设计的基础知识，第十三章和第十四章分别探讨了共享存储系统和分布式存储系统的并行编程，最后第十五章介绍了并行程序设计环境和工具，为实际编程提供了实用指导。 这份讲义通过深入浅出的方式，不仅教授了并行计算的理论，也强调了其实用性，适合对并行计算感兴趣的学者和工程师学习。它不仅帮助理解并行计算的原理，还能提升设计和实现高效并行算法的能力。