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目 录1

第1章并行计算机系统及其结构模型1

1.1 并行计算提出的背景1

1.1.1并行计算与计算科学1

1.1.2科学与工程的计算需求2

1.2 目前国内外的研究现状3

1.3并行计算3

1.3.1并行计算的概念4

1.3.2并行计算机类型5

1.4并行计算机系统互连6

1.4.1 系统互连6

1.4.2静态互连7

1.4.3动态互连9

1.4.4宽带互连9

1.5网络并行计算环境10

1.5.1 消息传递标准平台MPI11

1.5.2异构编程环境PVM12

1.5.3网络并行的优点12

1.6高性能计算与并行计算13

1.6.1对高性能计算的需求13

1.6.2并行计算的提出14

1.6.3并行计算体系结构15

1.7机群系统的组成15

1.7.1机群系统的概念16

1.7.2机群结点17

1.7.3互连网络18

1.7.4并行编程环境19

1.8机群系统的特点19

1.9机群系统的可扩展性19

1.9.1可扩展性系统结构19

1.9.2 可扩展性编程21

1.10机群系统设计中需考虑的因素22

1.10.1 通信技术22

1.10.2负载平衡22

1.10.3单一系统映像23

1.10.5其他因素24

小结24

1.10.4利用现有的软硬件技术24

练习一25

一、选择题25

二、填空题25

三、简答题25

第2章消息传递环境PVM26

2.1消息传递环境26

2.1.1消息传递环境的概念26

2.1.2基于消息传递的并行程序设计26

2.2 PVM简介28

2.2.1产生和发展28

2.2.2 PVM特点28

2.3.2功能29

2.3.1 组成29

2.3 PVM组成和功能29

2.4 PVM的通信机制30

2.5 PVM程序设计31

2.5.1 编程模式31

2.5.2 Hello,World示例32

2.6在Master/Slave数据通信33

2.6.1 主机上Master接受与返回发送数据33

2.6.2从属机1 Slave接受与返回发送数据37

小结41

练习二41

一、选择题41

三、简答题42

二、填空题42

第3章计算方法43

3.1乔勒斯基（Cholesky）分解法43

3.1.1应用乔勒斯基进行分解的分析43

3.1.2串行主要算法45

3.1.3并行处理46

3.1.4电阻率计算47

3.2共轭梯度法简介48

3.3梯度法的基本思想49

3.3.1算法原理49

3.3.2对称正定矩阵、向量的正交与共轭变换50

3.4共轭梯度法的基本原理51

3.5.1 函数说明53

3.5共轭梯度法的C++语言实现53

3.5.2 函数定义54

3.6网络并行平台构架56

3.6.1 函数说明56

3.6.2任务最大并行化57

3.6.3系统平台构架实现59

3.6.4平台特点60

小结61

练习三61

一、选择题61

二、填空题62

三、简答题62

4.2有限元法简介63

4.2.1产生与发展63

第4章 网络并行计算在物探中的应用63

4.1 电法勘探简介63

4.2.2基本思想64

4.3电法勘探问题域分析64

4.3.1偏微分方程与边值问题64

4.3.2网格剖分66

4.3.3线性插值69

4.3.4变分问题离散化74

4.3.5合成75

4.4线性方程组的分析77

4.4.1求解单元刚度矩阵77

4.4.2求解总刚度矩阵79

小结80

练习四81

一、选择题81

二、填空题81

三、简答题81

第5章并行程序设计82

5.1 编程模式82

5.2 主程序83

5.2.1 算法83

5.2.2关键代码的实现83

5.3.2关键代码的实现84

5.3从程序84

5.3.1 算法84

5.4物探数据处理系统部分源代码85

5.4.1 Master主程序85

5.4.2 Slave从程序94

小结109

练习五109

一、选择题109

二、填空题110

三、简答题110

6.1.1系统结构——PC机群111

6.1.2操作系统——Windows 2000111

6.1建立机群计算环境111

第6章机群计算的实现及工程算例111

6.1.3编程环境——PVM C++112

6.2串行程序设计112

6.3窗口程序113

6.4数据录入窗口程序127

6.5工程算例141

6.6系统性能的评价142

小结142

练习六142

一、选择题142

三、简答题143

二、填空题143

第7章任务描述器144

7.1 任务描述器控件的属性与方法144

7.2接口设计144

7.3数据库设计145

7.4链表数据结构的设计146

7.5调用代码插入器147

7.6任务描述器的实现代码148

小结192

练习七192

一、选择题192

二、填空题192

三、简答题193

8.1.2 WPVM3.4存在的问题194

8.1.1PVM计算环境的构建194

第8章网络并行计算平台分析和设计194

8.1 WPVM3.4简介194

8.1.3 PVM计算环境中并行程序设计的特点195

8.1.4 Win 32平台上PVM开发环境现状195

8.2研究目标196

8.3创建自定义的基于PVM M/S模式的程序197

8.4系统平台框架199

8.4.1主要任务199

8.4.2系统接口图199

8.5 Visual C++环境开发200

8.5.2 Developer Studio对象关系模型201

8.5.3 Visual C++自定义插件接口201

8.5.1 Visual C++自动化编程接口201

8.5.4 创建Visual C++Add-in的过程202

8.6向导202

8.6.1 向导的功能202

8.6.2 Visual C++中的向导建立204

8.7代码生成器205

8.7.1 代码生成器的设计205

8.7.2代码生成器的实现208

8.7.3代码生成器源代码208

8.8代码插入器211

8.8.1 DLL211

8.8.2代码插入器的需求分析212

8.8.3代码插入器的具体设计213

8.8.4代码插入器的实现流程图214

8.8.5代码生成器源代码217

8.9任务分配和负载均衡219

8.9.1二次均分策略219

8.9.2动态分配220

8.10监控窗口的实现222

8.11关键字定义223

8.12 PvmBuilder用户指南224

8.12.1 向导224

8.12.2任务描述器225

8.13监控窗口228

练习八229

一、选择题229

小结229

二、填空题230

三、简答题230

参考答案231

第1章231

第2章231

第3章232

第4章233

第5章233

第6章234

第7章234

第8章236

参考文献237