并行算法的同步：SMP、MPP与Cluster架构下的性能与设计

并行算法的同步是并行计算中的关键概念，它涉及在多处理器或分布式系统中确保各个执行进程按照特定的时序协调工作。同步可以定义为在某个时间点强制所有进程必须暂停执行，直到达到预先设定的条件。这可以通过软件、硬件和固件的方式来实现，例如使用锁机制（如算法4.1中的lock和unlock函数）来控制对共享资源的访问，以防止数据竞争。 在中科大的讲义中，同步在并行计算课程中占有重要地位。课程分为三个部分：并行计算的基础、并行算法的设计以及并行数值算法和程序设计。第一部分介绍了并行计算的概念，强调了它如何满足现代科学和工程问题中对计算能力的需求，如大规模数据处理和复杂模拟。 第二部分深入研究并行算法，涵盖了并行算法设计的基础、一般设计方法和技术，以及如何解决并行系统中的通信和数据共享问题，如基本通信操作、稠密矩阵运算和线性方程组求解。这一章节还讨论了并行程序设计的不同模型，包括共享存储系统和分布存储系统的编程策略。 在并行程序设计中，重点讲解了程序设计基础，以及如何利用并行程序设计环境和工具来构建高效的并行应用。课程特别提到的同步算法示例——共享存储多处理器上的求和算法，展示了如何通过同步语句确保每个处理器在完成其任务后正确更新全局总和。 总结来说，这个讲义提供了全面的并行计算教学，从系统结构到算法设计，再到实际编程技巧，帮助学习者理解如何在多处理器系统中实现高效、同步的并行操作，以解决复杂的计算挑战。