并行處理技術

第一章  并行處理概述
1.1  并行性概念
1.1.1  并行性的等級
1.1.2  并行性的等級
1.2  計算機系統(tǒng)中并行性的發(fā)展
1.2.1  并行性開發(fā)的途徑
1.2.2  計算機系統(tǒng)的并行性發(fā)展
1.3  并行處理計算機的結(jié)構(gòu)及要研究的問題
1.4  并行處理技術的應用
1.4.1  預測模型和模擬
1.4.2  工程設計和自動化
1.4.3  能源勘探
1.4.4  醫(yī)學、軍事和基礎研究  
習題
第二章  流水線處理機和向量流水處理機
2.1  流水的基本原理和流水線的分類
2.1.1  流水處理的基本原理
2.1.2  流水線的分類
2.2  流水線處理機的主要性能
2.2.1  吞吐率
2.2.2  效率
2.2.3  流水線工作舉例
2.3  流水的相關處理和控制機構(gòu)
2.3.1  流水線中的相關
2.3.2  局部性相關的處理
2.3.3  流水機器的中斷處理
2.3.4  全局性相關的處理
2.3.5  流水線調(diào)度
2.4  向量的流水處理與向量流水處理機
2.4.1  向量的流水處理
2.4.2  向量流水處理機
2.5  指令級高度并行的超級處理機
2.5.1  超標量處理機
2.5.2  超長指令字處理機
2.5.3  超流水線處理機
習題
第三章  陣列處理機
3.1  陣列處理機的構(gòu)形與特點
3.1.1  陣列處理機的基本構(gòu)形
3.1.2  陣列處理機的特點
3.2  陣列處理機的互連網(wǎng)絡
3.2.1  概述
3.2.2  基本的單級互連網(wǎng)絡
3.2.3  多級互連網(wǎng)絡
3.2.4  全排列網(wǎng)絡
3.3  并行存貯器的無沖突訪問
3.4  陣列處理機舉例
3.4.1  ILLIAC IV陣列處理機
3.4.2  BSP科學處理機
3.4.3  其它陣列處理機
習題
第四章  多處理機
4.1  多處理機的特點及主要技術問題
4.2  多處理機的硬件結(jié)構(gòu)
4.2.1  緊耦合多處理機
4.2.2  松耦合多處理機
4.3  多處理機的機間互連形式
4.3.1  總線形式
4.3.2  環(huán)形互連形式
4.3.3  交叉開關形式
4.3.4  多端口存貯器形式
4.3.5  開關樞鈕結(jié)構(gòu)形式
4.4  多處理機的存貯器組織
4.4.1  并行主存貯器的構(gòu)成
4.4.2  Cache的一致性問題
4.5  多處理機的性能
4.5.1  任務粒度與系統(tǒng)性能
4.5.2  性能模型與分析
習題
第五章  脈動陣列機和數(shù)據(jù)流機
5.1  脈動陣列機
5.1.1  脈動陣列結(jié)構(gòu)的原理
5.1.2  面向特定算法的脈動陣列結(jié)構(gòu)
5.1.3  通用的脈動陣列結(jié)構(gòu)
5.2  數(shù)據(jù)流機
5.2.1  數(shù)據(jù)驅(qū)動的概念
5.2.2  數(shù)據(jù)流程序圖和語言
5.2.3  數(shù)據(jù)流計算機的結(jié)構(gòu)
5.2.5  數(shù)據(jù)庫機器存在的問題
習題
第六章  并行程序設計語言和并行編譯程序
6.1  向量處理基礎
6.1.1  基本概念
6.1.2  向量指令
6.1.3  向量化方法
6.2  程序相關圖
6.2.1  程序相關圖
6.2.2  數(shù)據(jù)相關
6.2.3  控制相關
6.2.4  Bernstein條件
6.2.5  并行程序結(jié)構(gòu)的表示
6.3  并行語言和并行編譯
6.3.1  并行程序設計語言
6.3.2  并行編譯技術
6.4  并行程序設計開發(fā)環(huán)境
6.4.1  概述
6.4.2  可視化技術
6.4.3  可視化并行計算
6.4.4  并行程序設計環(huán)境舉例
習題
第七章  多處理機操作系統(tǒng)
7.1  概述
7.1.1  多處理機操作系統(tǒng)的復雜性
7.1.2  多處理機操作系統(tǒng)的主要特征
7.1.3  多處理機操作系統(tǒng)的分類
7.2  任務分配與進程調(diào)度
7.2.1  基本概念
7.2.2  任務靜態(tài)分配算法
7.2.3  隨機調(diào)度模型
7.2.4  緊緊耦合多處理機系統(tǒng)的進程調(diào)度
7.2.5  網(wǎng)格結(jié)構(gòu)并行機的處理機調(diào)度
7.3  多處理機系統(tǒng)中的進程通信
7.4  多處理機操作系統(tǒng)的發(fā)展
7.4.1  UNIX的標準化
7.4.2  UNIX的并行化
7.4.3  UNIX并行化需要解決的問題
習題
第八章  并行算法的一般概念
8.1  什么是并行算法
8.1.1  并行算法的定義
8.1.2  計算問題的分類
8.1.3  并行算法和串行算法的關系
8.1.4  研究并行算法的幾種途徑
8.1.5  設計并行算法應該注意的幾個問題
8.2  并行算法度量和評價的基本參數(shù)
8.2.1  運行時間
8.2.2  處理機臺數(shù)
8.2.3  并行度
8.2.4  加速比與效率
8.2.5  成本
8.2.6  并行算法的復雜性
8.3  并行算法的復雜性
8.3.1  時間復雜性和空間復雜性
8.3.2  階的表示
8.3.3  算法復雜性分析
8.3.4  MIMD計算機上算法復雜性分析
8.4  并行算法的分類
8.4.1  并行算法的分類
8.4.2  MIMD算法的分類
習題
第九章  SIMD算法
9.1  SIMD計算機上的求和算法
9.1.1  SIMD-CC模型上的求和算法
9.1.2  SIMD-SE模型上的求和算法
9.1.3  SIMD-MC模型上的求和算法
9.2  矩陣乘法
9.2.1  時間復雜性為O(n2)的矩陣乘法
9.2.2  時間復雜性為O(nlog n)的矩陣乘法
9.2.3  二維陣列的矩陣乘法
9.3  線性遞歸問題
9.3.1  基本概念
9.3.2  倍增法
9.3.3  分段法
9.4  線性代數(shù)方法組的并行算法
9.4.1  高斯(Gauss)消去法
9.4.2  列主元消去法
9.4.3  雅可比(Jacobi)迭代法
9.4.4  塞德爾(Seidel)迭代法
9.4.5  QIF算法
9.5  稀疏線性代數(shù)方法組的并行求解
9.5.1  消去法
9.5.2  奇偶消去法
習題
第十章  MIMD算法
10.1  同步MIMD算法
10.1.1  一般算術表達式求值的并行計算
10.1.2  同步MIMD算法的同步機制
10.1.3  用區(qū)間分割法求代數(shù)議程的根
10.1.4  用牛頓法求代數(shù)方程的根
10.1.5  用同步迭代法解偏微分方程的邊界值問題
10.2  異步MIMD算法
10.2.1  異步迭代法
10.2.2  MIMD并行排序算法
習題
主要參考文獻