第一章 并行处理概述 1
1．1 并行性概念 1
1．1．1 并行性的概念 1
1．1．2 并行性的等级 3
1．2 计算机系统中并行性的发展 4
1．2．1 并行性开发的途径 4
1．2．2 计算机系统的并行性发展 6
1．3 并行处理计算机的结构及要研究的问题 11
1．4．1 预测模型和模拟 12
1．4 并行处理技术的应用 12
1．4．2 工程设计和自动化 13
1．4．3 能源勘探 13
1．4．4 医学、军事和基础研究 13
习题 14
第二章 流水线处理机和向量流水处理机 15
2．1 流水的基本原理和流水线的分类 15
2．1．1 流水处理的基本原理 15
2．1．2 流水线的分类 16
2．2 流水线处理机的主要性能 20
2．2．1 吞吐率 20
2．2．2 效率 22
2．2．3 流水线工作举例 23
2．3 流水的相关处理和控制机构 24
2．3．1 流水线中的相关 25
2．3．2 局部性相关的处理 26
2．3．3 全局性相关的处理 30
2．3．4 流水机器的中断处理 32
2．3．5 流水线调度 33
2．4 向量的流水处理与向量流水处理机 37
2．4．1 向量的流水处理 37
2．4．2 向量流水处理机 38
2．5．1 超标量处理机 43
2．5 指令级高度并行的超级处理机 43
2．5．2 超长指令字处理机 44
2．5．3 超流水线处理机 46
习题 46
第三章 阵列处理机 51
3．1 阵列处理机的构形与特点 51
3．1．1 阵列处理机的基本构形 51
3．1．2 阵列处理机的特点 53
3．2 阵列处理机的互连网络 54
3．2．1 概述 54
3．2．2 基本的单级互连网络 56
3．2．3 多级互连网络 58
3．2．4 全排列网络 62
3．3 并行存贮器的无冲突访问 63
3．4 阵列处理机举例 66
3．4．1 ILLIAC IV阵列处理机 66
3．4．2 BSP科学处理机 68
3．4．3 其它阵列处理机 69
习题 72
第四章 多处理机 75
4．1 多处理机的特点及主要技术问题 75
4．2．1 紧耦合多处理机 77
4．2 多处理机的硬件结构 77
4．2．2 松耦合多处理机 79
4．3 多处理机的机间互连形式 80
4．3．1 总线形式 80
4．3．2 环形互连形式 81
4．3．3 交叉开关形式 82
4．3．4 多端口存贮器形式 83
4．3．5 开关枢纽结构形式 84
4．4 多处理机的存贮器组织 85
4．4．1 并行主存贮器的构成 85
4．4．2 Cache的一致性问题 87
4．5 多处理机的性能 90
4．5．4 任务粒度与系统性能 90
4．5．2 性能模型与分析 90
习题 95
第五章 脉动阵列机和数据流机 97
5．1 脉动阵列机 97
5．1．1 脉动阵列结构的原理 97
5．1．2 面向特定算法的脉动阵列结构 98
5．1．3 通用的脉动阵列结构 102
5．2．1 数据驱动的概念 104
5．2 数据流机 104
5．2．2 数据流程序图和语言 106
5．2．3 数据流计算机的结构 111
5．2．4 数据流机器存在的问题 116
习题 117
第六章 并行程序设计语言和并行编译程序 118
6．1 向量处理基础 118
6．1．1 基本概念 118
6．1．2 向量指令 119
6．1．3 向量化方法 120
6．2．1 程序相关图 122
6．2．2 数据相关 122
6．2 程序相关图 122
6．2．3 控制相关 123
6．2．4 Bernstein条件 123
6．2．5 并行程序结构的表示 123
6．3 并行语言和并行编译 125
6．3．1 并行程序设计语言 125
6．3．2 并行编译技术 126
6．4 并行程序设计开发环境 128
6．4．1 概述 128
6．4．3 可视化并行计算 129
6．4．2 可视化技术 129
6．4．4 并行程序设计环境举例 130
习题 132
第七章 多处理机操作系统 134
7．1 概述 134
7．1．1 多处理机操作系统的复杂性 134
7．1．2 多处理机操作系统的主要待征 135
7．1．3 多处理机操作系统的分类 136
7．2 任务分配与进程调度 138
7．2．1 基本概念 138
7．2．2 任务静态分配算法 138
7．2．3 随机调度模型 141
7．2．4 紧耦合多处理机系统的进程调度 142
7．2．5 网格结构并行机的处理机调度 143
7．3 多处理机系统中的进程通信 144
7．4 多处理机操作系统的发展 146
7．4．1 UNIX的标准化 147
7．4．2 UNIX的并行化 147
7．4．3 UNIX并行化需要解决的问题 148
习题 149
8．1．2 计算问题的分类 150
8．1．1 并行算法的定义 150
8．1 什么是并行算法 150
第八章 并行算法的一般概念 150
8．1．3 并行算法和串行算法的关系 152
8．1．4 研究并行算法的几种途径 152
8．1．5 设计并行算法应注意的几个问题 153
8．2 并行算法度量和评价的基本参数 153
8．2．1 运行时间 153
8．2．2 处理机台数 154
8．2．3 并行度 154
8．2．4 加速比与效率 154
8．3．1 时间复杂性和空间复杂性 155
8．3 并行算法的复杂性 155
8．2．6 并行算法的复杂性 155
8．2．5 成本 155
8．3．2 阶的表示 156
8．3．3 算法复杂性分析 156
8．3．4 MIMD计算机上算法复杂性分析 158
8．4 并行算法的分类 159
8．4．1 并行算法的分类 159
8．4．2 MIMD算法的分类 160
习题 161
9．1 SIMD计算机上的求行算法 162
9．1．1 SIMD-CC模型上的求和算法 162
第九章 SIMD算法 162
9．1．2 SIMD-SE模型上的求和算法 163
9．1．3 SIMD-MC2模型上的求和算法 163
9．2 矩阵乘法 164
9．2．1 时间复杂性为O（n2）的矩阵乘法 164
9．2．2 时间复杂性为O（nlog n）的矩阵乘法 165
9．2．3 二维阵列的矩阵乘法 167
9．3 线性递归问题 168
9．3．1 基本概念 168
9．3．2 倍增法 169
9．3．3 分段法 173
9．4 线性代数方程组的并行算法 175
9．4．1 高斯（Gauss）消去法 176
9．4．2 列主元消去法 177
9．4．3 雅可比（Jacobi）迭代法 177
9．4．4 塞德尔（Seidel）迭代法 178
9．4．5 QIF算法 179
9．5 稀疏线性代数方程组的并行求解 181
9．5．1 消去法 182
9．5．2 奇偶消去法 183
习题 184
10．1．1 一般算术表达式求值的并行计算 186
10．1 同步MIMD算法 186
第十章 MIMD算法 186
10．1．2 同步MIMD算法的同步机制 187
10．1．3 用区间分割法求代数方程的根 188
10．1．4 用牛顿法求代数方程的根 190
10．1．5 用同步迭代法解偏微分方程的边界值问题 191
10．2 异步MIMD算法 193
10．2．1 异步迭代法 193
10．2．2 MIMD并行排序算法 195
习题 200
主要参考文献 201