并行计算基础：SMP结构与当代并行机系统探索

"对称多处理机SMP-并行计算(中科大讲义)是关于并行计算的教育资料，特别关注SMP结构。SMP（Symmetric MultiProcessing）是对称多处理器系统，它使用商用微处理器，常带有片上和片外Cache，并通过总线连接实现集中式共享存储，采用UMA（统一内存访问）架构。文中提到的实例包括SGI Power Challenge、DEC Alpha Server和 Dawning 1等SMP系统。资料内容涵盖了并行计算的结构、算法和编程，分为四个部分：并行计算的基础、当代并行机系统（如SMP、MPP和Cluster）、并行计算性能评测、并行数值算法以及并行程序设计。课程深入讨论了并行计算的各个方面，从并行计算的定义、科学计算的需求，到并行计算机系统的互连结构（如静态、动态互联网络和标准互联网络），再到并行计算机的结构模型和访存机制。此外，还涉及并行算法设计的基础、一般设计方法和技术，以及并行程序设计的基础知识、编程模型和工具。" 在SMP系统中，多个处理器共享同一内存空间，这使得它们可以同时处理不同的任务，提高了系统整体的处理能力。这种架构适合那些任务可以分解且数据交互频繁的计算问题。并行计算的关键在于有效利用硬件资源，优化算法以减少通信开销，同时确保程序的正确性和可扩展性。文中提到的并行计算性能评测是评估系统性能的重要环节，通常包括计算密集型和通信密集型基准测试。 并行算法设计是提高计算效率的关键，包括理解问题的并行性、选择合适的并行设计策略、应用基本的并行设计技术，以及遵循一般的设计过程。并行数值算法是并行计算中的核心应用，如基本通信操作、稠密矩阵运算、线性方程组求解和快速傅里叶变换。最后，通过并行程序设计基础、编程模型和工具的学习，开发者能够掌握在SMP等系统上编写高效并行代码的技能。 这份讲义提供了一个全面的并行计算学习框架，涵盖了从理论到实践的多个层次，对于理解和掌握并行计算原理和技术具有很高的价值。