SPMD模拟MPMD并行计算原理

"这篇资源是中科大关于并行计算的讲义，主要讲解了如何用SPMD(单指令多数据流)方式模拟MPMD(多指令多数据流)的并行计算，以及并行计算的基本概念、结构模型、算法设计和程序设计等内容。" 在并行计算领域，SPMD（Single Program, Multiple Data）和MPMD（Multiple Program, Multiple Data）是两种重要的并行计算模型。SPMD模型中，所有处理器执行相同的程序，但处理不同的数据，而MPMD模型则允许每个处理器执行不同的程序，处理各自独立的数据流。 讲义中提到，一个MPMD程序如`parbegin S1 S2 S3 parend`可以通过一个SPMD程序来实现，例如`parfor (i=0; i<3, i++) { if (i=0) S1 if (i=1) S2 if (i=2) S3 }`。这意味着，在一个支持SPMD的可扩展并行机上，可以利用这种方式实现MPMD的效果，即所有处理器运行相同的基本代码，但根据条件执行不同的子任务S1、S2或S3。 对于那些不直接支持并行块或并行循环的编程语言，用户需要编写多个独立的程序（S1、S2、S3），然后通过shell脚本分别在不同的处理节点上运行这些程序。这些程序通常包含顺序执行的代码和用于节点间交互的库调用，以实现并行执行。 讲义还涵盖了并行计算的多个方面，包括并行计算机系统的结构模型，如SMP（Symmetric Multi-Processing，对称多处理）、MPP（Massively Parallel Processing，大规模并行处理）和Cluster（集群）。此外，它还讨论了并行计算的性能评测、并行算法设计基础和技术，以及并行数值计算中的基本通信操作、矩阵运算、线性方程组求解和快速傅里叶变换等。 在并行程序设计部分，内容包括并行程序设计基础、并行程序设计模型、共享存储系统和分布式存储系统的编程，以及并行程序设计环境和工具的使用。这些内容旨在帮助读者理解和掌握在不同并行计算环境中编写高效并行程序的方法。 总结来说，这篇讲义是关于并行计算的全面教程，不仅介绍了并行计算的基础理论，还深入探讨了其实现技术和应用，对于理解并行计算的原理和实践具有很高的价值。