并行计算：线程同步与算法设计详解

"《线程调用—线程同步和互斥-并行计算》讲义主要探讨了并行计算的相关理论和实践技巧，内容涵盖了多个关键主题。首先，课程介绍了并行计算机系统的基础，包括并行计算的概念、其在计算科学中的应用以及现代科学与工程问题对高效计算的需求。章节详细讲解了并行计算机系统的互连方式，区分了静态、动态和标准互联网络，并讨论了不同类型的系统结构模型。 接着，讲义深入到并行算法的设计，涉及了基本的并行算法设计基础、一般设计方法和技术，以及针对特定任务如稠密矩阵运算、线性方程组求解和快速傅里叶变换的并行实现。这部分内容强调了算法在并行环境下的优化策略。 随后，课程转向并行程序设计，介绍了并行程序设计的基础、共享存储系统编程以及分布存储系统并行编程的原理。此外，还涵盖了并行程序设计环境和工具的选择与使用，这对于实际开发并行应用至关重要。 核心知识点包括了线程同步和互斥的管理，通过POSIX和Solaris 2平台上的API，如`pthread_mutex_init`、`mutex_destroy`、`mutex_lock`等，来确保在多线程环境中正确地协调访问共享资源，防止数据竞争和死锁。`pthread_cond_init`和相关函数则用于条件变量，帮助线程间的同步和唤醒。 整个课程围绕着如何利用这些工具和技术来提高程序的性能，特别是在大规模并行计算中，对于理解并有效利用并行硬件资源，提升计算效率具有重要的指导意义。通过中科大的教学大纲，学生可以系统地学习并掌握从理论到实践的并行计算知识，为并行编程和高性能计算领域打下坚实的基础。"