C++与MPI并行科学计算：现代模拟的无缝算法实现

"Parallel Scientific Computing in C++ and MPI" 是一本深入探讨并行科学计算的书籍，强调算法、工具和高性能计算机的紧密结合。作者George Em Karniadakis和Robert M. Kirby II通过C++编程语言和MPI（Message Passing Interface）来阐述这一主题，旨在使读者能够理解和实现现代模拟中的高级并行算法。 本书首先从C++基础和基本的数学及计算概念入手，逐步引导读者进入并行计算的世界。C++是一种强大的面向对象编程语言，特别适合用于编写高性能和复杂的科学计算程序。通过C++，读者可以学习到如何构造高效的数据结构和算法，这是并行计算的基础。 MPI是并行计算领域中广泛使用的通信库，它允许在分布式内存系统中的不同处理器之间交换信息。书中详细介绍了如何使用MPI进行进程间通信，这对于理解并行算法的实现至关重要。MPI提供了丰富的函数集，如`MPI_Send`、`MPI_Recv`等，用于在进程间发送和接收消息，从而实现并行计算任务的协调和同步。 在理论与实践的结合上，作者试图打破传统的教学模式，不再将算法、工具和计算机分别孤立地讲解。他们强调这些概念的内在联系，让读者从一开始就认识到并行计算的整体性。尽管书中的风格可能较为非正式，但其目的是为了让科学计算变得更加生动和易于理解，而不是过分追求严格的数学证明。这种做法可能会牺牲一定的严谨性，但更侧重于实际应用和技巧的传授。 书中的内容涵盖了从基础的并行编程技术到高级的并行算法，包括负载均衡、并行数据结构的设计、并行化策略（如分区、映射和动态调度），以及错误处理和性能分析等。此外，书中还可能包含实际案例研究，帮助读者将所学应用于解决真实世界的问题。 通过"Parallel Scientific Computing in C++ and MPI"，读者不仅可以掌握C++编程和MPI通信的基本技能，还能深入了解并行算法的设计和优化，从而具备开发和运行大规模科学计算应用程序的能力。这是一本旨在让读者能够无缝地将理论知识转化为实践能力的并行计算指南。