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1 并行程序设计基础知识1

1．1 引言1

1．1．1 现代科学技术对计算能力的需求1

1．1．2 并行处理的发展过程2

1．1．3 并行程序设计概论3

1．2 并行程序设计基础知识5

1．2．1 并行体系结构简介5

1．2．2 并行模式和依赖关系7

1．2．3 有关程序并行执行的基本概念9

1．2．4 有关并行程序性能的基本概念9

1．3．1 串行计算模型12

1．3 并行计算模型12

1．3．2 PRAM 并行计算模型13

1．3．3 LogP并行计算模型14

2 依赖性分析技术17

2．1 数据依赖关系和控制依赖关系17

2．1．1 程序模型17

2．1．2 数据依赖关系19

2．1．3 控制依赖关系21

2．2 数据依赖关系测试技术21

2．2．1 精确测试法24

2．2．2 近似测试法25

3 向量计算机并行程序设计28

3．1 向量程序设计语言28

3．2 向量程序设计31

3．2．1 程序向量化的依赖关系分析32

3．2．2 程序向量化方法33

4 共享存储器多处理机系统并行程序设计38

4．1 共享存储器并行程序设计的基本问题38

4．1．1 并行程序的特性38

4．1．2 任务划分40

4．1．3 任务调度41

4．1．4 任务同步43

4．1．5 任务通讯48

4．2 并行程序设计语言48

4．3．1 程序并行化的依赖关系分析51

4．3 共享存储器并行程序设计51

4．3．2 宏任务并行程序设计53

4．3．3 微任务并行程序设计56

4．3．4 自动任务并行程序设计58

4．4 SGI多处理机服务器并行程序设计60

4．4．1 并行编译器f77 的使用61

4．4．2 自动并行工具PFA的使用66

4．4．3 程序并行化方法72

5 分布存储器并行系统的消息传递并行程序设计72

5．1 基于消息传递的并行程序设计72

5．1．1 数据并行式的程序80

5．1．2 函数并行形式的程序81

5．2 消息传递库82

5．2．2 全局通讯机制83

5．2．1 点一点通讯机制83

5．2．3 并行控制和任务组机制86

5．2．4 处理机拓朴机制87

5．2．5 并行I/O机制87

5．2．6 几个典型消息传递库的比较88

5．3 PVM并行程序设计89

5．3．1 PVM 系统概貌89

5．3．2 生成PVM系统92

5．3．3 PVM的启动与配置92

5．3．4 PVM程序的编译和运行96

5．3．5 PVM消息传递库97

5．4．1 Express 系统概貌111

5．4 Express并行程序设计111

5．4．2 Cubix 和host/node程序设计模式112

5．4．3 Express 的安装、启动和终止113

5．4．4 Express 程序的编译和运行114

5．4．5 Express 消息传递库116

5．5 网络并行计算中的负载平衡128

5．5．1 负载平衡的关键问题及其解决办法128

5．5．2 Express 环境下的动态负载平衡设计130

6 分布存储器并行系统的数据并行程序设计133

6．1 数据并行程序设计的基本问题133

6．1．1 数据并行133

6．1．2 数据分布134

6．1．4 处理机拓扑结构136

6．1．3 任务划分136

6．1．5 同步通讯137

6．2 数据并行程序设计语言137

6．2．1 Cray T3D体系结构概貌138

6．2．2 数据共享140

6．2．3 工作共享151

6．2．4 同步159

6．2．5 输入和输出165

6．2．6 编译和运行MPP程序166

6．2．7 高性能Fortran语言HPF167

6．3 数据并行程序设计170

6．3．1 数据分布的几个重要问题170

6．3．3 通讯优化173

6．3．2 运算和数据对准的方法173

6．3．4 负载平衡175

6．3．5 避免过度串行化176

6．3．6 如何找相邻的PE176

7 并行程序调试和性能分析178

7．1 并行程序调试178

7．1．1 断点调试179

7．1．2 事件分析180

7．1．3 表态分析181

7．1．4 并行程序调试方法181

7．2 并行程序性有分析182

7．2．1 动态性能分析182

7．2．2 表态性能分析185

7．2．3 并行程序性能分析方法185