并行计算基础与算法设计详解：MPI示例

本资源是一份关于并行计算的详细讲义，涵盖了中科大课程中的核心内容。首先，讲义介绍了MPI（Message Passing Interface）在并行计算中的应用，如通过`MPI_Comm_dup`函数创建副本，以及使用`MPI_Comm_split`进行进程分割，以便在10个进程中根据进程ID（`my_rank`）将它们分到不同的子群`SplitWorld`，其中通过取模和整除来确定进程的颜色（`Color`）和键值（`Key`）。这展示了在分布式环境中如何管理和协调多个进程间的通信。 讲义分为三个主要部分： 1. 并行计算的基础：包括并行计算机系统的结构模型，阐述了并行计算与计算科学的关系，以及当前科学研究和工程问题对高效计算的需求。这部分还探讨了并行计算机系统的互连方式，如静态、动态和标准互联网络，以及不同类型的并行计算机结构模型。 2. 并行算法设计：涵盖了基本通信操作、稠密矩阵运算、线性方程组求解、快速傅里叶变换等并行数值算法。这些内容是实现并行计算性能的关键，展示了如何设计和优化算法以利用多处理器资源。 3. 并行程序设计：从基础开始，深入讲解了共享存储系统编程、分布存储系统并行编程以及并行程序设计环境和工具。这部分涉及如何在并行环境下编写和调试程序，确保正确地实现并行协作。 整个讲义内容丰富，旨在为学习者提供全面的并行计算知识，从理论到实践，适合对并行计算感兴趣或从事相关领域的研究人员和开发者。通过学习这些内容，学生能够理解和掌握如何在大规模并行系统中设计高效且可扩展的计算解决方案。