并行计算：结构·算法·编程（第3版）/面向21世纪课程教材

图书标准信息

• 作者 陈国良 著
• 出版社 高等教育出版社
• 出版时间 2011-06
• 版次 3
• ISBN 9787040337426
• 定价 56.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 572页
• 字数 720千字
• 正文语种 简体中文
• 丛书 并行计算系列丛书；面向21世纪课程教材

【内容简介】

《面向21世纪课程教材：并行计算：结构·算法·编程（第3版）》是并行计算系列丛书之开篇，它以并行计算为主题，围绕并行计算机、并行算法和并行程序设计展开讨论，强调融并行计算机体系结构、数值与非数值并行算法设计以及并行程序设计为一体，着力构建并行计算“结构－算法－编程－应用”完整的学科体系与系统的课程框架，在着重讨论并行计算学科基础核心内容的同时，也力图反映本学科的新近成就和发展趋势。
全书内容按照“并行结构－并行算法－并行编程－并行应用”的整体框架进行规划，分为四篇。第一篇为并行计算硬件平台；并行计算机，包括并行计算与计算机科学、并行计算机结构模型、系统互连与基本通信操作、典型并行计算机系统介绍和并行计算性能评测。第二篇为并行计算理论基础：并行算法，分为上篇和下篇，其中上篇为并行算法设计，包括并行算法的基础知识与并行计算模型、并行算法基本设计策略、常用设计技术和一般设计过程；下篇为并行数值算法，包括稠密矩阵运算、线性方程组求解、快速傅里叶变换和数值计算的基本支撑技术。第三篇为并行计算软件支撑：并行编程，包括并行程序设计基础、共享与分布存储系统并行编程以及并行程序设计环境与工具。附录篇为并行计算发展动力：并行应用，包括并行应用相关知识、大气模型应用综合练习、数值计算软件包和工具以及三维傅里叶变换、并行图像特征提取和水平井射孔渗流计算等三个应用实例。
《面向21世纪课程教材：并行计算：结构·算法·编程（第3版）》体系完整，框架清晰，内容丰富，可作为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，也可供从事高性能并行计算工作的科技人员阅读参考。
本书初版曾获2000年度中国高校科学技术进步一等奖，该课程教学曾获2009年度国家级教学成果二等奖。

【作者简介】

陈国良，中国科学技术大学教授，博士生导师，中国科学院院士，首届高等学校国家教学名师。1938年6月生于安徽省颍上县，1961年毕业于西安交通大学计算数学与计算仪器专业。19811983年在美国普渡大学做访问学者，1984年至今曾多次应邀赴东京大学、京都大学、普渡大学、澳大利亚国立大学、格里福斯大学、堪萨斯城市大学、艾奥瓦大学、香港城市大学、香港理工大学、澳门大学等讲学交流。现任国家高性能计算中心（合肥）主任，国际高性能计算（亚洲）常务理事，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会主任，中国计算机学会理事和高性能计算专业委员会主任等。曾任国家教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会副主任，全国高等教育电子、电工和信息类专业自考指导委员会副主任，安徽省计算机学会理事长，全国自然科学名词审定委员会委员，中国科学技术大学计算机系主任等。
陈国良教授长期从事计算机科学技术的研究与教学工作。主要研究领域为并行算法和高性能计算及其应用等。先后承担10多项国家863计划、国家攀登计划、国家自然科学基金、国家973计划等科研项目。取得了多项被国内外广泛引用、达国际先进水平的科研成果，发表论文200多篇，出版著作9部、译著5部，参与主编计算机类辞典、词汇5部。曾获国家科技进步二等奖、国家级教学成果二等奖、国家教育部科技进步一等奖、中国科学院科技进步二等奖、全国优秀教材一等奖、水利部大禹一等奖、安徽省科技进步二等奖等20余项，并获2001年度“国家863计划15周年先进个人重要贡献奖”和2009年度安徽省重大科技成就奖。
长期以来，陈国良教授围绕着并行算法的教学与研究，逐渐形成了一套完整的“算法理论一算法设计一算法实现”的并行算法学科体系，提出了“并行机结构一并行算法一并行编程一并行应用”一体化的并行计算研究方法，营造了我国并行算法类的教学基地。他先后指导培养研究生100多名，为我国培养了一批在国内外从事算法研究和教学的高级人才。曾荣获1998年度安徽省教育系统劳动模范、安徽省优秀教师称号、2001年度宝钢教育基金优秀教师特等奖、2003年度第一届高等学校教学名师奖。所带领的“并行计算相关课程教学团队”2009年被评为国家级教学团队。
陈国良教授是我国非数值并行算法研究的学科带头人。他率先创建的我国第一个国家高性能计算中心是我国并行算法研究、环境科学与工程计算软件的重要基地，在学术界和教育界有一定的影响和地位。

【目录】

第一篇并行计算硬件平台：并行计算机
第一章并行计算与并行计算机结构模型
1.1计算与计算机科学
1.1.1科学发现的第三支柱；计算科学
1.1.2计算科学与计算机科学
1.2单处理机与指令级并行
1.2.1加快CPU执行速度
1.2.2减少存储延迟
1.2.3改善输入和输出以及网络性能
1.3多核处理器与线程级并行
1.3.1单核处理器结构设计
1.3.2多核处理器结构设计
1.3.3多核处理器实例
1.4并行计算机体系结构
1.4.1并行计算机结构模型
1.4.2并行计算机访存模型
1.4.3并行计算机存储组织
1.5并行计算概述
1.5.1关于并行计算
1.5.2并行计算研究现状
1.6小结和导读
习题
第二章并行计算机系统互连与基本通信操作
2.1并行计算机互连网络
2.1.1系统互连
2.1.2静态互连网络
2.1.3动态互连网络
2.1.4标准互连网络
2.2选路方法与开关技术
2.2.1选路方法
2.2.2并关技术
2.3单一信包一到一传输
2.4一到多播送
2.4.1使用SF进行一到多播送
2.4.2使用CT进行一到多播送
2.5多到多播送
2.5.1使用SF进行多到多播送
2.5.2使用CT进行多到多播送
2.6小结和导读
习题

第三章典型并行计算机系统介绍
3.1共享存储多处理机系统
3.1.1对称多处理机SMP结构特性
3.1.2SGIChallenge系统
3.2分布存储多计算机系统
3.2.1大规模并行处理机MPP结构特性
3.2.2ASCIOptionRedMPP系统
3.3分布共享存储计算机系统
3.3.1分布共享存储计算机系统特性
3.3.2SGIOrigin2000系统
3.4机群系统
3.4.1大规模并行处理系统MPP机群SP2
3.4.2工作站机群COW
3.4.3Berkeley的NOW计划
3.5小结和导读
习题
第四章并行计算性能评测
4.1并行计算机的一些基本性能指标
4.1.1CPU和存储器的某些基本性能指标
4.1.2通信开销
4.1.3机器的成本、价格与性能价格比
4.2加速比性能定律
4.2.1Amdahl定律
4.2.2Gustafson定律
4.2.3Sun和Ni定律
4.2.4有关加速的讨论
4.3可扩放性评测标准
4.3.1并行计算的可扩放性
4.3.2等效率度量标准
4.3.3等速度度量标准
4.3.4平均延迟度量标准
4.3.5有关可扩放性标准的讨论
4.4基准测试程序
4.4.1基本的测试程序
4.4.2数学库测试程序
4.4.3并行测试程序
4.5小结和导读
习题

第二篇并行计算理论基础：并行算法（上）--并行算法设计
第五章并行算法与井行计算模型
4.5.1并行算法的基础知识
5.1.1并行算法的定义和分类
5.1.2并行算法的表达
5.1.3并行算法的复杂性度量
5.1.4并行算法中的同步与通信
5.2并行计算模型
5.2.1PRAM模型
5.2.2异步PRAM模型
5.2.3BSP模型
5.2.4LogP模型
5.2.5对BSP和LogP的评注
5.2.6层次存储模型
5.2.7分层并行计算模型
5.3小结和导读
习题
第六章并行算法基本设计策略
6.1串行算法的直接并行化
6.1.1设计策略描述
6.1.2快排序算法的并行化
6.2从问题描述开始设计并行算法
6.2.1串匹配算法
6.2.2KMP串行串匹配算法
6.2.3并行串匹配算法的设计思路
6.3借用已有算法求解新问题
……
第二篇并行计算理论基础：并行算法（下）——并行算法设计
第三篇并行计算软件支撑：并行编程
附录篇并行计算发展动力：并行应用