并行计算深入探索：流水线设计与现代技术

"流水线设计技术-并行计算(中科大讲义)" 是一份关于并行计算的学术讲义，由国家高性能计算中心（合肥）提供。这份资料详细阐述了并行计算的各个方面，包括其结构、算法以及编程实践。 在并行计算中，流水线设计技术是一个重要的主题。它基于设计思想，即将一个复杂的算法流程拆分成多个独立的阶段，每个阶段（任务片断）连续执行，前一阶段的输出作为后一阶段的输入。通过这种方式，各个任务片断可以同时进行，提高了整体的处理速度。流水线技术在并行处理中广泛使用，其中脉动算法（Systolic algorithm）是其典型代表，这种算法特别适合于数据密集型和迭代计算的场景。 讲义内容分为四个主要部分： 1. 并行计算的基础：这部分介绍了并行计算机系统及其结构模型，讨论了并行计算与计算科学的关系，以及当代科学和工程问题对计算能力的需求。此外，还涵盖了并行计算机系统的互连结构，包括静态互联网络、动态互连网络和标准互联网络。 2. 并行算法的设计：深入探讨了并行算法设计的基础、一般设计方法、基本设计技术，以及设计过程。这部分旨在帮助读者理解和创建有效的并行算法，以充分利用并行计算的优势。 3. 并行数值算法：详细讲述了并行计算中涉及的基本通信操作，稠密矩阵运算，线性方程组的求解，以及快速傅里叶变换等核心算法，这些都是数值计算的关键组成部分。 4. 并行程序设计：讲解了并行程序设计的基础知识，包括并行程序设计模型、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，为实际编程提供了指导。 通过这四部分的深入学习，读者可以全面了解并行计算的理论与实践，从而能够设计、实现和优化适用于高性能计算的并行程序。这份讲义对于科研人员、工程师以及对并行计算感兴趣的任何人都是一份宝贵的资源。