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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MPI 11

1.5.2异构编程环境PVM 12

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PVM 26

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 2000 111

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 DLL 211

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