并行计算详解：双调归并网络与并行算法

"这篇资料是来自中国科学技术大学的并行计算讲义，涵盖了并行计算的基础、算法设计和数值计算等内容。重点讲解了双调归并网络和Batcher定理在并行计算中的应用。" 在并行计算领域，双调归并网络是一种重要的数据处理结构，它在大规模数据排序和信息处理中发挥着关键作用。双调序列，如(1,3,5,7,8,6,4,2,0)和(8,7,6,4,2,0,1,3,5)，具有这样的特性：无论是从前向后还是从后向前看，序列都保持单调递增或递减。Batcher定理则提供了一种将双调序列进一步分割成两个新的双调序列的方法，这对于构建高效的并行归并排序算法至关重要。 在并行计算的系统结构部分，讲义提到了SMP（对称多处理器）、MPP（大规模并行处理）和Cluster（集群）等不同的并行计算机系统类型。这些系统结构各有特点，适应不同规模和复杂性的计算任务。例如，SMP适合于共享内存的并行计算，MPP则更适合于处理大量独立的任务，而Cluster则通过网络连接多台计算机，实现分布式并行计算。 并行计算性能评测是决定系统效率的关键因素，包括了对并行计算系统的速度up、效率、可扩展性等方面的评估。讲义还深入探讨了并行算法的设计，从设计基础到一般设计方法，再到基本设计技术和设计过程，为开发者提供了全面的理论支持。 在并行数值算法部分，讲义涵盖了基本通信操作、稠密矩阵运算、线性方程组求解以及快速傅里叶变换（FFT）等核心内容。这些算法在科学计算和工程应用中具有广泛应用，比如在模拟仿真、图像处理等领域。 最后，讲义讨论了并行程序设计，包括基础、编程模型、共享存储系统和分布存储系统的编程，以及并行程序设计环境和工具。这部分内容对于实际编写并行代码和优化并行性能至关重要。 这份讲义为学习并行计算提供了深入且全面的知识框架，覆盖了从理论到实践的多个层面，是理解并行计算原理和应用的重要参考资料。