并行计算深入探索：Systolic乘法与并行算法设计

"Systolic乘法-并行计算(中科大讲义)" 这篇资源主要涉及的是Systolic乘法在并行计算中的应用，这是一门由中科大提供的课程内容，涵盖了并行计算的基础、算法设计以及数值计算等多个方面。Systolic算法是一种在阵列处理器中高效执行计算的方法，尤其适用于矩阵运算，如乘法，其特点是通过相邻处理单元之间的数据流连续传递来实现计算。 在并行计算中，Systolic算法利用了数据的局部性和时间上的重叠，以提高计算效率。描述中给出的矩阵乘法例子展示了这种算法的工作方式，通过一系列的步骤(P1,1 到 P3,4)，逐步计算出结果矩阵(c1,1 到 c3,4)的每个元素。这种计算模式使得多个处理器可以在同一时间处理不同部分的数据，显著加速了计算速度。 并行计算的基础包括并行计算机系统及其结构模型，课程可能详细讲解了并行计算机系统，如对称多处理器(SMP)、大规模并行处理(MPP)系统和集群(Cluster)的特性。此外，还涵盖了并行计算性能评测的指标和方法，这对于理解和优化并行程序至关重要。 在并行算法设计方面，课程涵盖了设计基础、一般设计方法和技术，以及设计过程。这可能包括如何将问题分解为可并行执行的任务，以及如何利用通信操作在处理单元之间传递信息。在数值算法部分，课程可能详细讨论了基本通信操作、稠密矩阵运算、线性方程组求解和快速傅里叶变换(FFT)等主题，这些都是科学计算中的常见问题。 并行程序设计是课程的另一个重要部分，从基础理论到具体编程模型，再到分布式存储系统的编程，都进行了深入探讨。这可能包括共享存储和分布存储系统下的编程模型，以及并行程序设计环境和工具的使用，以帮助开发者有效编写、调试和优化并行代码。 通过学习这些内容，学生可以掌握并行计算的核心概念，了解并行系统架构，掌握并行算法设计原则，以及并行编程的实践技巧，从而能够解决复杂的计算问题，提升计算效率。