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计算机专业中并行运算如何,并行计算-结构·算法·编程

并行计算-结构·算法·编程

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《并行计算-结构·算法·编程》是由陈国良编著,高等教育出版社于2003年8月出版的教育部理科计算机应用“九五”规划教材,是高等学校计算机及相关专业的本科高年级学生和研究生的教学用书,也是计算科学与工程学科研究生和科技人员的阅读参考书。[1]

书    名

并行计算-结构·算法·编程

作    者

陈国良

出版社

高等教育出版社

出版时间

2003年8月1日页    数

450 页

定    价

36.5 元

开    本

16 开

装    帧

平装

ISBN

9787040133073

并行计算-结构·算法·编程内容简介

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《并行计算:结构算法编程(修订版)》以并行计算为主题,主要讨论并行计算的硬件基础----当代并行计算机系统及其结构模型,并行计算的核心内容----并行算法设计与并行数值算法以及并行计算的软件支持----并行程序的设计原理与方法。《并行计算:结构算法编程(修订版)》强调融并行机结构、并行算法和并行编程为一体,着重讨论并行算法的设计方法和并行数值计算算法,力图反映本学科的*成就和发展趋势。[1]

全书共十五章,分为四篇:第一篇包括并行计算机的系统结构模型,当代对称多处理机、大规模并行处理机、机群系统和并行计算的性能评测;第二篇包括并行算法的一般设计策略、基本设计技术和一般设计过程;第三篇包括矩阵运算、稠密与稀疏线性方程组的求解和快速傅里叶变换;第四篇包括并行程序设计基础、共享存储与分布存储系统并行编程以及并行程序设计环境与工具。[1]

并行计算-结构·算法·编程图书目录

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第一篇并行计算硬件基础

第一章并行计算机系统及其结构模型

1.1并行计算

1.1.1并行计算与计算科学

1.1.2当代科学与工程问题的计算需求

1.2并行计算机系统互连

1.2.1系统互连

1.2.2静态互连网络

1.2.3动态互连网络

1.2.4标准互连网络

1.3并行计算机系统结构

1.3.1并行计算机结构模型

1.3.2并行计算机访存模型

1.3.3并行计算机存储组织

1.4小结和导读

习题

第二章当代并行计算机系统介绍

2.1共享存储多处理机系统

2.1.1对称多处理机SMP结构特性

2.1.2CC-NUMAOrigin2000超级服务器

2.2分布存储多计算机系统

2.2.1大规模并行处理机MPP结构特性

2.2.2ASCIOptionRedMPP系统

2.3机群系统

2.3.1大规模并行处理系统MPP机群SP2

2.3.2工作站机群COW

2.3.3Berkeley的NOW计划

2.4小结和导读

习题

第三章并行计算性能评测

3.1并行计算机的一些基本性能指标

3.1.1CPU和存储器的某些基本性能指标

3.1.2通信开销

3.1.3机器的成本、价格与性能/价格比

3.2加速比性能定律

3.2.1Amdahl定律

3.2.2Gustafson定律

3.2.3Sun和Ni定律

3.2.4有关加速的讨论

3.3可扩放性评测标准

3.3.1并行计算的可扩放性

3.3.2等效率度量标准

3.3.3等速度度量标准

3.3.4平均延迟度量标准

3.3.5有关可扩放性标准的讨论

3.4基准测试程序

3.4.1基本的测试程序

3.4.2数学库测试程序

3.4.3并行测试程序

小结和导读

习题

第二篇并行算法的设计

第四章并行算法的设计基础

4.1并行算法的基础知识

4.1.1并行算法的定义和分类

4.1.2并行算法的表达

4.1.3并行算法的复杂性度量

4.1.4并行算法中的同步与通信

4.2.2异步PRAM模型

4.2.3BSP模型

4.2.4logP模型

4.2.5对BSP和logP的评注

4.3小结和导读

习题

第五章并行算法的一般设计策略

5.1串行算法的直接并行化

5.1.1设计策略描述

5.1.2快排序算法的并行化

5.2从问题描述开始设计并行算法

5.2.1串匹配算法

5.2.2KMP串行串匹配算法

5.2.3并行串匹配算法的设计思路

5.3借用已有算法求解新问题

5.3.1设计策略描述

5.3.2利用矩阵乘法求所有点对间最短路径

5.4小结和导读

习题

第六章并行算法的基本设计技术

6.1划分设计技术

6.1.1均匀划分技术

6.1.2方根划分技术

6.1.3对数划分技术

6.1.4功能划分技术

6.2分治设计技术

6.2.1双调归并网络

6.2.2凸壳问题

6.3平衡树设计技术

6.3.1求取最大值

6.3.2计算前缀和

6.4倍增设计技术

6.4.1表序问题的计算

6.4.2求森林的根

6.5流水线设计技术

6.5.1一维心动阵列上的DFT计算

6.5.2一维心动阵列上的卷积计算

6.6小结和导读

习题

第七章并行算法的一般设计过程

7.1PCAM设计方法学

7.2划分

7.2.1域分解

7.2.2功能分解

7.2.3划分判据

7.3通信

7.3.1局部通信

7.3.2全局通信

7.3.3非结构化、动态和异步通信

7.3.4通信判据

7.4组合

7.4.1增加粒度

7.4.2保持灵活性和减少鞔件工程成本

7.4.3组合判据

7.5映射

7.5.1负载平衡算法

7.5.2任务调度算法

7.5.3映射判据

7.6小结和导读

习题

第三篇并行数值算法

第八章基本通信操作

8.1选路方法与开关技术

8.1.1选路方法

8.1.2开关技术

8.2单一信包一到一传输

8.3一到多播送

8.3.1使用SF进行一到多播送

8.3.2使用CT进行一到多播送

8.4多到多播送

8.4.1使用SF进行多到多播送

8.4.2使用CT进行多到多播送

8.5小结和导读

习题

第九章稠密矩阵运算

9.1矩阵的划分

9.1.1带状划分

9.1.2棋盘划分

9.2矩阵转置

9.2.1棋盘划分的矩阵转置

9.2.2带状划分的矩阵转置

9.3矩阵一向量乘法

9.3.1带状划分的矩阵一向量乘法

9.3.2棋盘划分的矩阵一向量乘法

9.4矩阵乘法

9.4.1简单并行分块乘法

9.4.2Cannon乘法

9.4.3Fox乘法

9.4.4DNS乘法

9.5小结和导读

习题

第十章线性方程组的求解

10.1三角形方程组的求解

10.1.1基本术语

1,0.1.2上三角方程组的求解

10.2三对角方程组的求解

10.2.1三对角方程组直接求解法

10.2.2三对角方程组奇偶归约求解法

10.3稠密线性方程组的求解

10.3.1有回代的高斯消去法

10.3.2无回代的高斯-约旦法

10.3.3迭代求解的高斯-赛德尔法

10.4稀疏线性方程组的求解

10.4.1稀疏矩阵的存储方式

10.4.2雅可比迭代法

10.4.3高斯一赛德尔迭代法

10.4.4超松弛迭代法

10.4.5多重网格法

10.4.6共轭梯度法

10.5小结和导读

习题

第十一章快速傅里叶变换

11.1离散傅氏变换

11.1.1预备知识

11.1.2离散傅里叶变换

11.1.3离散傅里叶逆变换

11.1.4离散傅氏变换的蝶式计算

11.2快速傅氏变换串行算法

11.2.1串行FFT迭代算法

11.2.2串行FFT递归算法

11.3并行FFT算法

11.3.1SIMD-MC2上FFT算法

11.3.2SIMD-BF上FFT算法

11.3.3SIMD-CC上FFT算法

11.3.4MIMD-DM上FFT算法

11.4小结和导读

习题

第四篇并行程序设计

第十二章并行程序设计基础

12.1并行程序设计概述

12.1.1串行程序设计与并行程序设计

12.1.2并行程序设计环境与工具

12.1.4并行编程风范

12.2进程

12.2.1进程的基本概念

12.2.2进程的并行执行

12.2.3进程的相互作用

12.3线程

12.3.1线程的基本概念

12.3.2线程的管理

12.3.3线程的同步

12.4同步

12.4.1原子与互斥

12.4.2高级同步结构

12.4.3低级同步原语

12.5通信

12.5.1影响通信系统性能的因素

12.5.2低级通信支持

12.5.3TCP/IP通信协议组简介

12.6并行程序设计模型

12.6.1计算π样本程序

12.6.2隐式并行模型

12.6.3数据并行模型

12.6.4消息传递模型

12.6.5共享变量模型

12.6.6并行程序设计模型比较

12.7小结和导读

习题

第十三章共享存储系统并行编程

13.1基于共享变量的共享存储并行编程

13.1.1共享存储并行编程的基本问题

13.1.2共享存储编程环境

13.2早期共享存储并行编程模型

13.2.1ANSIX3F15共享存储模型

13.2.2POSIX线程模型

13.3OpenMP编程简介

13.3.1OpenMP概述

13.3.2OpenMP编程风格

13.3.3OpenMP编程要素

13.3.4OpenMP计算实例

13.3.5运行库例程与环境变量

13.4小结和导读

习题

附录OpenMP运行库例程

第十四章分布存储系统并行编程

14.1基于消息传递的并行编程

14.1.1SPMD并行程序

14.1.2MPMD并行程序

14.2MPI并行编程

14.2.1最基本的MPI

14.2.2群体通信

14.2.3通信体

14.2.4导出数据类型

14.2.5点到点通信

第十五章并行程序设计环境与工具

算法索引

表格索引

示范程序索引

参考文献

并行与分布计算Web网址

专业术语中英对照及索引[1]

并行计算-结构·算法·编程教材特色

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语音

《并行计算:结构算法编程(修订版)》体系完整,内容丰富,取材新颖”[1]

词条图册

更多图册

参考资料

1.

并行计算:结构、算法、编程

.当当自营[引用日期2020-03-08]

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