并行计算深入探索：Gustafson定律与系统结构

该资源是中科大关于并行计算的讲义，主要涵盖了Gustafson定律的继续讲解，深入探讨了并行计算的结构、算法和编程实践。 正文: 并行计算是一种处理能力强大的计算方式，通过同时利用多个处理器或计算节点来执行任务，以提高整体计算效率。Gustafson定律是对Amdahl定律的一种补充，指出随着问题规模的增大，即使在串行部分不变的情况下，并行计算的加速比也会持续提高，这是因为并行计算能够处理更大规模的问题。 讲义的第一篇主要介绍了并行计算的基础知识，包括并行计算机系统的结构模型。其中，第一章详细讲解了并行计算的概念以及它在计算科学中的重要性，特别是针对现代科学和工程问题的计算需求。接着，章节深入到并行计算机系统的互连结构，如系统互连、静态互联网络、动态互连网络以及标准互联网络，这些都是构建并行计算机系统的关键组成部分。 第二篇侧重于并行算法的设计，从基础理论到一般设计方法和技术，再到设计过程。第四章至第七章讨论了如何有效地设计并行算法，以充分利用并行计算的优势。这些章节可能会涉及数据分解、负载均衡、通信开销等关键概念。 第三篇关注并行数值算法，如基本通信操作、稠密矩阵运算、线性方程组的求解以及快速傅里叶变换(FFT)，这些都是科学计算中常见的计算任务，适合并行处理。 第四篇则转向并行程序设计，包括并行程序设计的基础知识，如并行程序设计模型（共享存储系统和分布式存储系统），以及相关的编程环境和工具。这将帮助学习者理解如何在实际中编写和调试并行程序。 这份讲义全面覆盖了并行计算的各个方面，从系统架构到算法设计，再到数值计算和编程实践，为学习并行计算提供了坚实的基础。通过深入学习这些内容，读者将能够理解和应用并行计算来解决复杂问题，提升计算效率。