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[并行计算——结构·算法·编程] 陈国良 著 文字版

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简介:
《并行计算——结构·算法·编程》由计算机教育专家陈国良教授撰写,全面介绍了并行计算的基本概念、核心技术和实用编程技巧。 本书专注于并行计算领域,涵盖了该领域的硬件基础——当代并行计算机系统及其结构模型、核心内容——并行算法设计与数值方法以及软件支持——并行程序的设计原理与技术。书中强调将并行机结构、并行算法和编程技巧相结合,并侧重于讨论并行算法的设计策略及并行数值计算,力求展现该学科的最新成果和发展趋势。 全书共分为十五章,四篇内容:第一篇涵盖了各种系统模型、对称多处理机、大规模并行处理器以及集群系统的介绍和性能评估;第二篇则深入探讨了并行算法的一般设计原则和技术流程;第三篇聚焦于矩阵运算、密集与稀疏线性方程组的求解方法及快速傅里叶变换技术的应用;第四篇介绍了并行程序的设计基础,包括共享存储系统和分布式存储系统的编程技巧,并涵盖了并行程序开发环境与工具的相关内容。

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客服
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  • [——··]
    优质
    《并行计算——结构·算法·编程》由计算机教育专家陈国良教授撰写,全面介绍了并行计算的基本概念、核心技术和实用编程技巧。 本书专注于并行计算领域,涵盖了该领域的硬件基础——当代并行计算机系统及其结构模型、核心内容——并行算法设计与数值方法以及软件支持——并行程序的设计原理与技术。书中强调将并行机结构、并行算法和编程技巧相结合,并侧重于讨论并行算法的设计策略及并行数值计算,力求展现该学科的最新成果和发展趋势。 全书共分为十五章,四篇内容:第一篇涵盖了各种系统模型、对称多处理机、大规模并行处理器以及集群系统的介绍和性能评估;第二篇则深入探讨了并行算法的一般设计原则和技术流程;第三篇聚焦于矩阵运算、密集与稀疏线性方程组的求解方法及快速傅里叶变换技术的应用;第四篇介绍了并行程序的设计基础,包括共享存储系统和分布式存储系统的编程技巧,并涵盖了并行程序开发环境与工具的相关内容。
  • ++:_
    优质
    《并行计算++》是陈国良教授的一本深入探讨并行计算领域的著作,涵盖了结构设计、高效算法以及实用编程技巧等内容。 并行计算++结构·算法·编程 作者:陈国良
  • ——_(教科书)
    优质
    《并行计算——结构、算法与编程》是由中国计算机科学领域的权威学者陈国良教授编著的一本全面介绍并行计算理论和技术的教材,适合高等院校相关专业师生及研究人员参考使用。 陈老教授的教科书电子版名为《并行计算---结构·算法·编程》。
  • ——习题解答
    优质
    本书为《并行计算——结构、算法与编程》配套书籍,提供了针对该教材各章节的详细习题解析和答案,旨在帮助读者深入理解和掌握并行计算的相关概念及应用技巧。 并行计算是计算机科学中的重要领域之一,它研究如何利用多处理器或多核心系统同时处理多个任务以提高效率,并解决大规模问题。《并行计算——结构·算法·编程》是由陈国良教授编写的经典教材,深入探讨了并行计算的理论基础、体系架构、算法设计和编程实践等内容。书中习题旨在帮助读者巩固概念,理解原理及掌握实际编程技巧。 在“结构”部分中,介绍了包括分布式内存系统(如集群)、共享内存系统(如多核CPU)以及单指令多数据流(SIMD)等硬件层面的并行计算架构;同时涉及软件层面的并行编程模型,例如消息传递接口(MPI)和OpenMP。理解这些不同结构对于设计优化程序至关重要,因为它们会直接影响到性能、通信开销及并行度。 接下来讨论“算法”。在进行并行化时需要考虑负载平衡、数据局部性以及减少通信成本等因素。典型的例子包括排序(如快速排序与归并排序)、图处理任务(例如遍历和最短路径计算)以及数值运算(比如矩阵乘法或傅里叶变换)。书中习题可能涵盖这些算法的实现及分析,帮助读者掌握如何将串行版本转换为并行形式。 “编程”是实践的核心环节。MPI适用于分布式内存系统而OpenMP则针对共享内存环境设计。学习它们进行进程间通信和线程同步的方法对于课程来说至关重要。通过练习题解答可以加深对这些工具的理解与应用能力。 在解决相关习题时,通常需关注以下几点: 1. **并行性分析**:识别算法中的潜在并行部分。 2. **通信模式**:确定进程间沟通需求及频率以优化开销。 3. **负载均衡**:确保各处理器或核心任务量均匀分配避免瓶颈现象出现。 4. **数据分布策略**: 合理安排数据分发降低传输成本。 5. **错误处理机制** : 设计并行环境下的容错方案。 6. **性能评估方法** : 通过实验和模型对程序进行测试优化。 陈国良教授的教材结合习题答案,为学习者提供了理论与实践相结合的学习资源。这不仅有助于建立坚实的并行计算基础,还能够进一步提升在高性能计算领域的专业技能水平。深入研究这些材料将使读者更好地掌握核心概念,并为进一步解决复杂大规模问题奠定良好开端。
  • 》电子书
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    《并行计算》由著名计算机科学家陈国良教授撰写,深入浅出地介绍了并行计算的基本概念、算法设计及实现技术,是学习和研究高性能计算领域的经典教材。 《并行计算》是由陈国良编写的电子版书籍,包含了许多并行实例,是一本介绍并行计算基础知识的书。
  • 体系》()课后答案
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    《并行计算体系结构》是陈国良教授编著的一本深入介绍并行处理系统设计原理和技术的教材。本书课后答案解析提供了对课程内容的理解与应用指导,帮助学生掌握复杂概念和算法实现技巧。 希望大家多多下载并行计算体系结构答案。
  • 机体系研究
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    《陈国良的并行计算机体系结构研究》一书聚焦于著名计算机科学家陈国良教授在此领域的贡献与成果,深入探讨了并行计算的关键理论和技术。 国防科技大学陈国良的《并行计算机体系结构》书籍非常经典。
  • 本的实践
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    《陈国良版本的并行算法实践》一书由知名计算机科学家陈国良教授撰写,深入浅出地介绍了并行计算的基本概念、原理及其应用实践。本书结合作者多年研究与教学经验,旨在帮助读者掌握并行算法设计与实现的核心技术,并通过大量实例和习题巩固学习效果,是科研人员及工程师不可多得的参考书籍。 中国科学技术大学的并行算法教材很不错。
  • 体系)》课后答案
    优质
    本书为《并行体系结构》(作者:陈国良)提供了详尽的课后习题解答和解析,帮助读者深入理解并行计算的基本概念与应用技巧。 ### 并行体系结构知识点详解 #### 一、并行计算机概述 - **定义**:并行计算机是指能够同时执行多个任务或指令的计算机系统,它通过多个处理单元的协同工作来加速计算过程。 - **Flynn分类法**: - **SISD (Single Instruction Stream, Single Data Stream)**:单指令流单数据流,传统的冯·诺依曼架构计算机即属于此类。 - **SIMD (Single Instruction Stream, Multiple Data Streams)**:单指令流多数据流,适用于需要对大量数据执行相同操作的场景。 - **MISD (Multiple Instruction Streams, Single Data Stream)**:多指令流单数据流,实际应用较少。 - **MIMD (Multiple Instruction Streams, Multiple Data Streams)**:多指令流多数据流,最常见的一种并行处理模式。 #### 二、当代并行机系统 - **并行向量机(PVP)**:专门用于处理向量运算的并行计算机。 - **对称多处理机(SMP)**:多个处理器共享内存和总线的系统。 - **大规模并行处理机(MPP)**:多个节点各自拥有独立的内存,通过网络连接进行通信。 - **分布式共享存储(DSM)**:通过高速网络连接多个节点,每个节点有自己的本地内存,但整体形成一个统一的内存空间。 - **工作站机群(COW)**:由多台工作站组成的工作站集群,通过网络进行通信。 #### 三、并行计算机的需求与发展趋势 - **需求**: - 加快计算速度。 - 提高计算精度。 - 满足快速时效要求。 - 进行无法替代的模拟计算。 - **发展趋势**: - **位级并行**:利用数据的位宽来实现并行处理。 - **指令级并行**:在同一时钟周期内执行多条指令。 - **线程级并行**:通过多个线程的并发执行来提高性能。 #### 四、SIMD阵列机特点 - 使用资源重复方法来开拓计算问题空间的并行性。 - 所有处理单元必须同步工作。 - 与并行算法紧密结合可以提高效率。 - 通常用于特定领域的计算任务。 #### 五、多计算机系统演变 - **第一代(1983-1987)**:如Ipsc1、Ameteks14等。 - **第二代(1988-1992)**:如Paragon、Intel Delta等。 - **第三代(1993-1997)**:如MIT的J-machine。 #### 六、并行计算机的访存模型 - **UMA(Uniform Memory Access)**:所有处理器均等访问内存。 - **NUMA(Non-Uniform Memory Access)**:不同处理器访问内存的速度不同。 - **COMA(Cache Only Memory Access)**:所有数据只存在于缓存中。 - **CC-NUMA(Cache Coherent Non-Uniform Memory Access)**:结合了缓存一致性和NUMA的特点。 #### 七、性能评测 - **有效CPI**(Cycles Per Instruction):衡量执行指令所需时钟周期的数量。 - **MIPS**(Million Instructions Per Second):每秒百万条指令数,衡量计算机的性能。 - **CPU执行时间**:完成特定任务所需的总时间。 #### 示例题目解答 1. 使用40MHz主频的标量处理器执行一个典型测试程序,计算有效CPI、MIPS速率及总的CPU执行时间: - 有效CPI为1.55 - MIPS速率为25.8 - CPU执行时间为0.00375秒 2. 欲在40MHz主频的标量处理器上执行20万条目标代码指令程序,计算平均CPI和相应的MIPS速率: - 平均CPI为2.12 - MIPS速率为18.9 #### 八、并行机性能评测的意义 - 发挥并行计算机的优势,提高使用效率。 - 评估并行算法的性能,优化策略。 - 为系统优化提供依据。 通过对《并行体系结构》的学习,不仅可以了解基本概念和技术,还能深入理解各种架构的特点及其适用场景。这对于从事高性能计算、大数据处理等领域的人来说尤为重要。同时,通过解答书中习题可以帮助更好地掌握核心知识和技术要点。
  • ——(修订)[PDF]
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    《并行计算——结构、算法与编程(修订版)》全面解析了并行计算的核心理论和实践技巧,涵盖了从硬件架构到高级编程模型的内容。本书适合计算机科学专业的学生及研究人员阅读。 本书以并行计算为主题,探讨了并行计算的硬件基础、当代并行计算机系统及其结构模型,并行算法设计与并行数值算法的核心内容,以及支持并行程序的设计原理与方法等软件方面的问题。 该书由陈国良撰写,于2003年由高等教育出版社出版。全书共450页,为平装版,开本大小为16开。这是第二版,并被收录在《并行计算系列丛书》中。ISBN编号是7040133075,条形码号则是9787040133073。 本书全面地介绍了并行计算领域的各个方面,无论是硬件还是软件层面都有深入的探讨和讲解。对于想要深入了解这一领域的人来说是一本非常有价值的参考书。