并行计算：结构模型与算法设计

"本书深入探讨了并行计算的各个方面，包括并行计算机系统结构、并行算法设计、并行数值计算以及并行编程。作者陈国良是计算机领域的专家，该书是面向21世纪课程教材，适用于本科高年级学生和研究生学习。书中详细介绍了并行计算在科学与工程中的应用需求，强调理论与实践相结合，涵盖对称多处理器、大规模并行处理机、机群系统以及并行程序设计方法。" 并行计算是高性能计算和超级计算的基础，它通过利用多处理器或多个计算节点同时执行任务来提高计算效率。并行计算在计算科学与工程（CSE）领域扮演着重要角色，它推动了科学的理论发展，加速了技术转化为生产力的速度。计算科学已经成为了与理论科学和实验科学并列的第三种科学形式，它在解决复杂问题、昂贵实验替代和理论模型构建等方面具有显著优势。 并行计算的实现涉及多个层面，包括硬件基础（如并行计算机系统结构模型）、算法设计（并行算法设计策略和技术，如矩阵运算、线性方程组求解和快速傅里叶变换）以及软件支持（并行编程原理和工具，如共享存储与分布存储系统编程）。并行计算的系统结构模型包括对称多处理机（SMP）、大规模并行处理机（MPP）和机群系统，这些架构各有特点，适应不同的计算需求和应用场景。 在并行算法设计中，通常采用一些通用策略，如分解、映射和通信。并行数值算法是并行计算的核心内容，特别是在处理大规模数据和复杂计算问题时。例如，稠密和稀疏线性方程组的求解是很多科学计算问题的基础，而快速傅里叶变换在信号处理和图像分析等领域有广泛应用。 并行程序设计需要考虑数据同步、通信和资源管理，通常涉及共享存储和分布式存储模型。并行程序设计环境与工具的使用可以简化开发过程，提高代码的可移植性和效率。 这本书作为教材，不仅涵盖了并行计算的基本概念和技术，还反映了学科的最新进展和发展趋势，适合作为高等教育计算机及相关专业的教学资料，同时也适合CSE领域的研究生和科研人员作为参考读物。通过阅读，读者可以系统地学习并行计算的知识，提升在实际问题中应用并行计算的能力。