并行计算导论

在信息技术飞速发展的当今，计算机系统的性能提升已经不仅仅依赖于单核处理器的速度增加了，而是更倾向于采用多处理器或多核处理器协同工作的并行计算。并行计算是指将一个计算任务分配到多个计算单元上，通过它们的并发执行来加快计算速度或解决更大规模问题的计算方法。它允许复杂的问题在相对短的时间内被解决，对于科学计算、工程设计、商业分析等领域至关重要。 《并行计算导论》是一本为信息技术和计算专业学生以及科研人员准备的教材，由张林波等人编著，由清华大学出版社于2006年出版。本书旨在普及并行计算技术，在我国的应用，并介绍了并行计算的基础知识和相关的实用技术。 书中首先介绍了并行计算机的发展历史和体系结构，帮助读者理解并行计算的基本概念，如并行算法设计的基础名词和概念。作者强调了并行算法与串行算法的区别，并对并行计算机体系结构进行了初步的介绍。 接着，书中对Linux/UNIX的基本使用进行了指导，包括操作系统的安装、基本命令和工具以及程序的开发和调试。这些知识是建立和使用并行计算平台所必需的。由于Linux系统在高性能计算领域的广泛使用，掌握Linux对进行并行计算尤为重要。 在并行计算平台的建立方面，书中主要介绍了消息传递并行编程接口MPI（Message Passing Interface）的使用方法，并指导如何利用流行的免费MPI软件MPICH在Linux系统上建立实用的并行计算平台。MPI是一种广泛使用的并行编程模型，它允许不同的处理器之间通过发送和接收消息来进行通信和同步。 书中还关注了程序性能评价与优化的方面，这是并行计算中不可或缺的一个环节。通过性能优化，可以使得并行程序在有限的资源下尽可能高效地运行。 此外，本书还提供了多个典型科学计算问题的并行算法与程序设计实例，如自适应数值积分算法、矩阵计算、快速傅里叶变换（FFT）等，并介绍了基于Linux机群的并行算法设计方法。这些实例帮助读者理解如何将理论应用到实际问题的解决中。 书中的另一特点是注重实用性，它让读者可以在实际操作中学习和掌握知识，而不需要事先对整个知识体系有深入的认识。书中大量实例和习题能够帮助读者巩固和扩展对并行计算的理解。 为了方便读者查阅和参考，本书还提供了两个附录，其中附录A介绍了高性能计算、并行计算的工具和平台，例如BLAS（Basic Linear Algebra Subprograms）、LAPACK（Linear Algebra Package）、ScaLAPACK（Scalable LAPACK）、FFTW（Fastest Fourier Transform in the West）和PETSc（Portable, Extensible Toolkit for Scientific Computation）等。附录B则是一个较为完整的MPI参考手册。 综合来看，《并行计算导论》是一本对并行计算进行全面介绍的书籍，不仅包括了理论知识的讲述，还注重实际应用和操作技能的培养。对于想要入门并行计算的读者来说，是一本非常有价值的参考书。通过对本书的学习，读者将能够掌握并行计算的基本概念、设计原理以及实际编程技能，并能够在自己的研究和工程实践中应用并行计算技术，提高解决问题的效率和能力。