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第一部分 并行计算机和并行算法3

第一章 并行计算机概述3

1.1 并行处理系统3

1.1.1 从串行机到并行机3

1.1.2 计算机与算法的分类4

1.1.3 并行处理机的几种形式5

1.1.4 程序语言7

1.1.5 性能测量7

1.2 多道处理机系统8

1.2.1 互连8

1.2.2 共享存储器系统9

1.2.3 局部存储器系统11

1.2.4 对局部存储系统的共享13

1.2.5 处理机与进程14

1.3 度量程序操作14

1.3.1 粒度14

1.3.2 加速与效率14

1.3.3 Amdahl法则15

1.3.4 负载平衡与吞吐量15

第二章 并行算法概述16

2.1 并行算法发展的几个阶段16

2.2 同步并行算法19

2.3 异步并行算法23

第二部分 并行编程语言27

第三章 CM Fortran概述27

3.1 CM Fortran的模式28

3.2 CM Fortran的结构与特点29

3.3 输入输出初步33

3.3.1 输入语句（READ语句）33

3.3.2 输出语句（PRINT语句和WRITE语句）35

3.4 格式语句36

第四章 CM Fortran控制结构38

4.1 条件结构38

4.2 CASE结构45

4.2.1 CASE结构的一般形式45

4.2.2 CASE结构的控制执行46

4.2.3 CASE结构的标识符47

4.3 循环结构48

4.3.1 DO循环结构48

4.3.2 DO TIMES循环结构50

4.3.3 DO WHILE循环结构51

4.3.4 EXIT语句与CYCLE语句52

4.3.5 循环结构的嵌套54

4.3.6 隐含DO循环57

第五章 CM Fortran数组与数据处理59

5.1 数组的定义和有关说明59

5.1.1 数组的定义和数组说明符59

5.1.2 数组说明语句60

5.1.3 数组的下标与存储次序62

5.1.4 数组段（部分数组）64

5.2 数组的赋值、运算和输入/输出67

5.3 不同形式的数组说明72

5.4 数组的屏蔽76

5.5 数组元素的分配语句FORALL81

5.6 动态分配83

第六章 CM Fortran数组变换88

6.1 数据移动函数88

6.1.1 循环移动函数CSHIFT88

6.1.2 截止移位EOSHIFT函数90

6.1.3 矩阵的转置函数92

6.2 数组的归约函数93

6.2.1求数组中最大元素的值函数94

6.2.2 数组的乘积95

6.2.3 求和函数96

6.2.4 计数函数97

6.2.5 ALL和ANY函数97

6.3 数组的构造函数99

6.3.1 对角线构造数组函数99

6.3.2 数组归并构造函数100

6.3.3 数组的压缩与扩散函数100

6.3.4 复制函数和扩展函数102

6.3.5 重新整形函数104

6.4 向量点积和矩阵的乘法106

6.4.1 向量点积DOTPRODUCT106

6.4.2 矩阵的乘法MATMUL107

6.5 数组应用实例108

第三部分 并行程序通信119

第七章 CMMD概述119

7.1 程序模型119

7.2通信协议119

7.3 CMMD的输入输出121

7.4 CM-5的体系结构121

7.5 一个简单的CMMD程序122

第八章 CMMD同步通信函数124

8.1 缓冲区和数组124

8.2 发送消息函数124

8.3 接收信息函数126

8.4 同时发送和接收函数127

8.5 两个节点之间的信息交换函数128

8.6 节点信息函数（辅助函数）129

8.7 信息检测函数130

8.8 信息存取器函数130

第九章 CMMD异步通信函数132

9.1 异步发送函数132

9.2 异步接收函数133

9.3 非块化发送函数134

9.4 异步检测函数135

9.5 MCB存取器函数135

9.6释放信息控制块子程序136

9.7 等待异步信息子程序136

9.8 节点广播函数137

第十章 CMMD应用实例138

10.1 例题及其算法138

10.2 程序及其说明140

附录10.1 CM Fortran源程序141

附录10.2 CM Fortran源程序数值结果的图形显示146

附录10.3 安装在国立澳大利亚大学的CM-5系统148

第四部分 并行计算机编程环境与分布式程序设计151

第十一章 PVM151

11.1 PVM概述151

11.2 启动与配置PVM152

11.3 编写PVM应用程序155

11.3.1 C语言编程示例155

11.3.2 Fortran语言编程示例159

11.3.3 编写应用程序应该注意的几个问题162

11.3.4 编译和运行PVM应用程序165

11.3.5 程序调试165

11.4 PVM库函数使用指南167

11.4.1 进程控制类函数167

11.4.2 信息类函数170

11.4.3 动态配置类函数174

11.4.4 信号函数175

11.4.5 错误信息处理函数177

11.4.6 信息传递类函数177

11.4.7 动态进程组类函数189

11.5 PVM应用实例193

第十二章 Linda199

12.1 C-Linda199

12.1.1Tuple空间的数据结构199

12.1.2 C-linda对Tuple空间的存取操作200

12.1.3 Tuple配备规则201

12.1.4 C-Linda的程序结构、编译、运行203

12.2 C-Linda应用实例203

附录12.1 串行程序207

附录12.2 同步并行程序209

附录12.3 异步并行程序213

参考文献218