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目录2

前言2

作者简介2

第一篇　基础理论2

第1章　并行计算平台2

1.1　并行计算机分类2

1.2　并行计算机的处理机互连方式6

1.2.1　总线结构7

1.2.2　一维阵列结构7

1.2.3　网格结构8

1.2.4　超立方体结构8

1.2.5　蝶网结构9

1.3　并行计算模型10

1.3.1　各种并行计算模型的特点11

1.3.2　LogP模型和LogGP模型12

1.3.3　BSP模型15

1.3.4　BSP模型和LogP模型的比较16

参考文献17

第2章　并行算法概述18

2.1　目标和分类18

2.1.1　目标18

2.1.2 分类19

2.2　设计方法19

2.3.1　阶的表示26

2.3　性能度量26

2.3.2　运行时间27

2.3.3　并行度27

2.3.4　成本28

2.3.5　加速比和效率28

2.3.6　并行算法的可扩展性分析29

2.4　并行加速比模型30

2.4.1　Amdahl加速比模型30

2.4.2　Gustafson加速比模型30

参考文献31

3.1.1　并行编程语言32

3.1　并行程序开发环境32

第3章　并行程序开发32

3.1.2　消息传递环境33

3.1.3　一些常用并行程序开发环境35

3.2　并行程序设计35

3.2.1　概述35

3.2.2　数据并行方法36

3.2.3　消息传递方法36

3.2.4　两种方法的实现途径37

3.2.5　两种方法的比较37

3.3　并行编程面临的挑战39

3.4.1　进程控制函数41

3.4.2　消息缓冲区管理函数41

3.4　PVM并行程序开发环境简介41

3.4.3　数据打包／解包函数42

3.4.4　数据发送／接收函数44

3.4.5　PVM控制台45

参考文献46

第4章　并行计算系统实例47

4.1　PC机群集47

4.2　曙光1000A47

4.3　曙光200048

4.4　工作站群集系统51

4.5　曙光300051

参考文献52

4.6　曙光400052

第二篇　基础应用54

第5章　矩阵运算的并行算法54

5.1　矩阵乘法并行算法54

5.1.1　并行算法设计55

5.1.2　实验结果60

5.2　QR分解并行算法61

5.2.1　Givens约化的并行处理62

5.2.2　群集系统中Givens约化的并行算法设计64

5.2.3　算法分析65

5.2.4　实验结果66

5.3　矩阵求逆并行算法68

5.3.2　算法分析69

5.3.1　并行算法设计69

5.3.3　实验结果70

参考文献70

第6章　快速傅里叶变换的并行算法71

6.1　问题描述71

6.2　FFT并行求解过程分析73

6.3　并行算法描述74

6.3.1　主进程的算法描述74

6.3.2　子进程的算法描述75

6.4　算法分析76

6.4.1　串行算法分析76

6.4.2　并行算法分析76

6.5　算法的测试77

参考文献80

第7章　卷积的并行算法81

7.1　卷积运算概论81

7.2　基于SIMD模型的卷积并行算法82

7.2.1　一些假设82

7.2.2　基本数据变换操作84

7.2.3　一维卷积设计与分析85

7.2.4 维卷积设计与分析86

7.2.5　小结87

7.3　网络并行环境下的卷积并行算法87

7.3.1　并行算法设计88

7.3.2　并行算法分析91

7.3.3　算法测试与分析95

7.3.4　结论与算法程序的改进98

参考文献99

第8章　数字滤波的并行算法100

8.1　基于逻辑环的IIR并行算法设计100

8.1.1　IIR并行处理分析100

8.1.2　并行算法设计103

8.1.3　加速比和效率分析105

8.1.4　测试结果及分析107

8.2　基于LogP模型的FIR并行算法设计与实现108

8.2.1　FIR分块并行算法109

8.2.2　分块长度讨论111

8.2.3　提前发送数据块的并行算法设计与分析112

8.2.4　实验结果与结论114

参考文献116

第9章　离散余弦变换的并行算法118

9.1　问题描述118

9.2　并行求解分析118

9.3　并行算法设计120

9.4　算法分析120

9.5　并行程序优化122

9.6　测试结果及分析123

9.7.1　动态负载平衡简介124

9.7　动态负载平衡探讨124

9.7.2　基于任务池的DCT并行计算实现125

9.7.3　任务池实现的优化126

参考文献126

第10章　哈达玛变换的并行算法127

10.1　问题求解分析127

10.2　并行算法设计129

10.3　计算与通信重叠的探讨131

10.4　测试结果及分析133

参考文献135

11.1　小波变换的数学模型136

11.1.1　连续小波变换136

第11章　2D离散小波变换的并行算法136

11.1.2　一维离散小波变换137

11.1.3　二维离散小波变换139

11.1.4　精确重构条件和小波基140

11.2　网格多处理机上的2D离散小波变换141

11.2.1　并行算法设计142

11.2.2　并行算法中通信量的减少143

11.2.3　算法分析144

11.3　实验结果146

参考文献147

第12章　数字图像处理的并行算法148

12.1　图像二值化148

12.1.1　图像二值化算法148

12.1.2　并行算法设计149

12.1.3　算法分析150

12.1.4　算法测试与结论153

12.2　图像中值滤波154

12.2.1　图像中值滤波算法154

12.2.2　并行算法设计154

12.2.3　算法分析156

12.2.4　算法测试与结论158

12.3　图像锐化159

12.3.1　图像锐化算法159

12.3.2　并行算法设计160

12.3.3　算法分析160

12.3.4　算法测试与结论162

12.4　图像平滑163

12.4.1　图像平滑算法163

12.4.2　并行算法设计164

12.4.3　算法分析164

12.4.4　算法测试与结论166

12.5　图像边缘检测167

12.5.1　图像边缘检测算法167

12.5.2　并行算法设计168

12.5.3　算法分析168

12.5.4　算法测试与结论170

12.6　结论与改进171

参考文献172

第三篇　实际应用174

第13章　并行算法在电磁散射中的应用174

13.1　复杂目标电磁散射问题174

13.1.1　串行快速多极子算法176

13.1.2　串行多层快速多极子算法176

13.2　并行快速多极子算法设计与分析177

13.3　并行多层快速多极子算法设计与分析178

13.4　测试结果及结论181

13.4.1　并行快速多极子算法测试结果181

13.4.2　并行多层快速多极子算法验证测试181

13.4.3　结论182

参考文献183

第14章　并行算法在无线电波参数联合估计中的应用184

14.1　参数联合估计算法的数学模型与求解184

14.1.1　数学模型184

14.1.2　模型求解185

14.2　参数联合估计的串行算法186

14.3　参数联合估计的并行算法设计188

14.3.1　复数矩阵乘法的并行算法设计189

14.3.2　复数矩阵求逆的并行算法设计189

14.3.3　复共轭对称矩阵的特征值与特征向量求解的并行算法设计190

14.3.4　并行算法设计194

14.4　试验结果及结论195

参考文献196