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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FORALL 81

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CSHIFT 88

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DOTPRODUCT 106

6.4.2 矩阵的乘法MATMUL 107

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 PVM 151

11.1 PVM概述 151

11.2 启动与配置PVM 152

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 Linda 199

12.1 C-Linda 199

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