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目录1

第一章　并行处理概述1

1.1　并行性概念1

1.2　计算机系统中并行性的发展4

一、并行性开发的途径4

二、计算机系统的并行性发展5

1.3　并行处理计算机的结构及要研究的问题8

1.4　计算机系统结构的分类9

一、Flynn分类法10

二、Feng（冯氏）分类法11

三、H？ndler（汉德勒）分类法13

1.5　并行处理技术的应用14

一、预测模型和模拟14

二、工程设计和自动化14

三、能源勘探15

四、医学、军事和基础研究15

习题16

第二章　流水线处理机和向量处理机17

2.1 流水的基本原理和流水线的分类17

一、流水处理的基本原理17

二、流水线的分类18

一、吞吐率21

2.2　流水线处理机的主要性能21

二、效率23

三、流水线工作举例24

2.3　流水的相关处理和控制机构25

一、流水线中的相关25

二、局部性相关的处理27

三、全局性相关的处理30

四、流水机器的中断处理32

五、流水线调度32

2.4 向量的流水处理与向量处理机36

一、向量的流水处理36

二、向量处理机37

习题40

第三章　阵列处理机43

3.1 阵列处理机的构形与特点43

一、阵列处理机的基本构形43

二、阵列处理机的特点44

3.2　阵列处理机的互连网络46

一、概述46

二、基本的单级互连网络47

三、多级互连网络49

四、全排列网络53

3.3　并行存贮器的无冲突访问54

一、ILLIACⅣ阵列处理机56

3.4　阵列处理机举列56

二、MPP位平面阵列处理机58

三、BSP科学处理机60

习题61

第四章　多处理机64

4.1 多处理机的特点及主要技术问题64

4.2　多处理机的硬件结构66

一、紧耦合多处理机66

二、松耦合多处理机68

4.3　多处理机的机间互连形式69

一、总线形式69

二、环形互连70

三、交叉开关形式71

四、多端口存贮器形式72

五、开关枢纽结构形式72

4.4　多处理机的存贮器组织74

一、并行主存贮器的构成74

二、Cache的一致性问题76

习题79

第五章　脉动阵列机和数据流机80

5.1　脉动阵列机80

一、脉动阵列结构的基本工作原理80

二、面向特定算法的脉动阵列结构82

三、通用的脉动阵列结构84

5.2　数据流机86

一、数据驱动的概念86

二、数据流程序图和语言88

三、数据流计算机的结构93

四、数据流机器存在的问题97

习题97

第六章　并行程序设计语言和并行编译程序99

6.1　向量处理基础99

一、基本概念99

二、向量指令100

三、向量化方法101

6.2　程序相关图104

一、基本概念104

二、数据相关性106

三、程序相关图的构造法107

四、相关环路107

6.3　程序相关图的优化技术108

一、语句重排108

二、语句替代109

三、部分向量化110

四、相关环路分割111

五、递推法和循环分配法113

六、嵌套循环向量化114

七、循环中IF语句的处理115

八、波前沿法116

6.4　并行语言与并行编译技术117

一、并行程序设计语言117

二、并行编译技术119

三、并行程序设计支撑环境120

6.5　智能编译程序的设计与实现120

一、系统的总体结构120

二、智能编译程序的工作过程121

习题123

三、系统的利用123

第七章　多处理机操作系统126

7.1 概述126

一、多处理机操作系统的复杂性126

二、多处理机操作系统的主要特征127

三、多处理机操作系统的分类128

7.2　任务分配与调度策略129

一、基本概念129

二、任务静态分配算法130

三、动态进程调度132

一、同步机构与同步算法135

7.3　进程间的同步135

二、集中式同步136

三、分布式同步138

7.4　进程间的通信140

一、基于消息传递的通信方式140

二、远程过程调用143

7.5　多机操作系统的发展145

一、UNIX的标准化145

二、UNIX的并行化146

三、UNIX并行化需要解决的问题146

习题147

一、并行算法的定义148

第八章　并行算法的一般概念148

8.1　什么是并行算法148

二、计算问题的分类149

三、并行算法和串行算法的关系150

四、研究并行算法的几种途径150

五、设计并行算法应注意的几个问题150

8.2　并行算法度量和评价的基本参数151

一、运行时间151

二、处理机台数151

三、并行度151

五、成本152

四、加速比与效率152

六、并行算法的复杂性153

8.3　并行算法的复杂性153

一、时间复杂性和空间复杂性153

二、阶的表示153

三、算法复杂性分析153

四、MIMD计算机上算法复杂性分析156

8.4　并行算法的分类157

一、并行算法的分类157

二、MIMD算法的分类157

习题158

第九章　SIMD算法159

9.1　SIMD计算机上的求和算法159

一、SIMD-CC模型上的求和算法159

二、SIMD-SE模型上的求和算法159

三、SIMD-MC2模型上的求和算法160

9.2　矩阵乘法161

一、时间复杂性为O（n2）的矩阵乘法161

二、时间复杂性为O（nlogn）的矩阵乘法162

三、二维阵列的矩阵乘法164

9.3　线性递归问题165

一、基本概念165

二、倍增法166

三、分段法169

9.4　线性代数方程组的并行算法172

一、高斯消去法172

二、列主元消去法173

三、雅可比迭代法174

四、塞德尔迭代法174

五、QIF算法175

9.5　稀疏线性代数方程组的并行求解177

一、消去法178

二、奇偶消去法179

习题180

一、一般算术表达式值的并行计算182

二、同步MIMD算法的同步机制182

第十章　MIMD算法182

10.1　同步MIMD算法182

三、用区间分割法求代数方程的根184

四、用牛顿法求代数方程的根186

五、用同步迭代法解偏微分方程的边界值问题186

10.2　异步MIMD算法188

一、异步迭代法188

二、MIMD并行排序算法191

习题195

主要参考文献196