中科大讲义：并行程序设计基础：从模型到实战

《并行程序设计基础-并行计算（中科大讲义）》是一本深入浅出的教程，旨在介绍并行计算的基本概念、原理和实践应用。课程内容涵盖了并行计算的各个方面，包括但不限于： 1. 并行计算概述：首先阐述了并行计算的定义，以及它在现代科学与工程计算中的重要性，强调了随着复杂问题规模的增长，传统串行计算的局限性和并行计算解决大规模数据处理的必要性。 2. 进程与线程：讲述了并发执行的基本单位，进程和线程的区别，以及它们在并行程序设计中的角色。理解这些概念有助于开发者构建高效的并行应用。 3. 同步与通信：并行程序中的同步是关键，确保多个任务协调执行以避免数据竞争和死锁。章节讲解了各种同步机制如信号量、条件变量等，以及通信手段，如消息传递和共享内存模型。 4. 并行程序设计模型：涵盖了共享存储系统（如SMP）、分布式存储系统（MPP和Cluster）以及不同的编程模型，如消息传递模型（MPMD）、数据并行模型（PVM）等，帮助读者理解如何选择合适的模型进行编程。 5. 并行算法设计：从基础到高级技术，探讨了如何设计和实现高效的并行算法，包括基本通信操作、矩阵运算、线性方程组求解和快速傅里叶变换等典型应用场景。 6. 并行程序设计基础：这部分深入介绍了并行程序设计的基本原则，包括如何设计并行程序，以及如何利用共享存储和分布存储系统的特性进行编程。 7. 编程环境与工具：最后，课程提到了当前并行程序设计所使用的环境和工具，如编程语言的选择、编译器优化以及调试工具，这对于实际开发至关重要。 通过这门课程，学习者可以建立起对并行计算的整体认识，掌握并行编程的关键技术和方法，从而在解决实际问题时充分利用并行计算的能力。