课程名称：并行计算课程编码：C303课程学分：2适用学科：计算机应用技术并行计算parallel computing教学大纲一、课程性质本课程是为计算机科学与技术专业本科硕士研究生所开设的一门必修课，以便扩充学生在并行计算方面的知识。二、课程教学目的通过本课程的学习，使学生掌握并行计算的硬件基础知识，并行计算设计与并行数值算法的基础知识，掌握在不同的并行计算模型上的并行程序设计方法。三、教学基本内容及基本要求本课程的教学基本内容以并行计算为主题，讲授并行计算的硬件基础，并行计算设计与并行数值算法以及并行计算的软件支持。第一章 并行计算机系统及其结构模型（掌握）1、并行计算与高端并行计算机2、并行计算机系统互连3、并行计算机系统结构第二章 当代并行机系统：SMP MPPKCOW（掌握）1、对称多处理机SMP2、在规模并行机MPP3、工作站群COW4、国产曙光系列并行机系统第三章 并行计算性能评测1、加速比性能定律2、可扩放性评测标准3、基准测试程序第四章 并行算法的设计基础（掌握）1、并行算法的基础知识2、并行计算模型第五章 并行算法的一般设计方法（掌握）1、串行算法的直接并行化2、从问题描述开始设计并行算法3、借用已有算法求解新问题第六章 并行算法的基础设计技术（掌握）1、划分设计技术2、分治设计技术3、平衡树设计技术4、倍增设计技术5、流水线设计技术第七章 并行算法的一般设计过程（掌握）1、PCAMK计方法2、划分3、通信4、组合5、映射第八章 基本通信操作（掌握）1、选路方法与开并技术2、单一信包一到一传输3、一到多播送4、多到多播送第九章 稠密矩阵运算（掌握）1、矩阵的划分2、矩阵转置3、矩阵向量乘法4、矩阵乘法第十章 线性方程组的求解（掌握）1、三角形方程组的求解2、三对角方程组的求解3、密线性方程组的求解4、稀疏线性方程组的求解第十一章快速傅里叶变换（掌握）1、离散傅氏变换2、快速傅氏变换串行算法3、并行FFT算法第十二章并行程序设计基础（掌握）1、并行程序设计基础概述2、进程3、线程4、同步5、通信第十三章并行程序设计模型和共享存储系统编程（掌握）1、并行编程风范和样本程序2、并行程序设计模型3、共享存储并行编程第十四章分布存储系统并行编程1、基于消息传递的并行编程2、 MPI 并行编程3、PVM行编程4、基于数据并行的并行编程5、HPF并行编程第十五章并行程序设计环境与工具1、软件工具与环境2、并行编译器3、并行程序调试和性能分析四、本课程与其它课程的联系与分工本课程要求学生在学习完计算机体系结构、操作系统、编译原理、 数据结构等课程之后学习本课程。通过本课程的学习，使学生掌握提高计算速度的方 法，并且能够编写一般的并行程序。五、实践环节教学内容的安排与要求在教学实验设备允可的条件下，为了配合讲授内容，应开设COM台上的实验课程，至少安排2 - 3个小型综合练习程序。为了配合讲授内容，在教学实验设备允可的条件下，应开设 SMW台，MPPF台和 COW台上的实验课程，每种平台至少安排 2 - 3个小型综练习程序，一般情况下，应至 少安排CO怖境下的分布计算练习程序。六、本课程课外练习的要求每次讲课后布置习题，学生按时交作业。七、本课程的教学方法及使用现代教学手段的要求本课程主要以课堂讲授为主，学生做习题，巩固课堂学习内容。另外按排适当的 上机实习时间K 、本课程成绩的考查方法及评定标准以闭卷考试做为成绩的考查方法。九、教材及参考书：教材：并行计算-结构 算法编程，陈国良 编着，高等教育出版社（面 向21世纪课程教材），1999年10月十、课程各章节学时分配早1内容总课 时讲授 课时讨论、论 文、实验、 设计备注代K弟一早并行计算机系统及其结构模型3弟早当代并行机系统：SMP MPPffiCOW2第三章并行计算性能评测1第四章并行算法的设计基础3弟五早并行算法的一般设计方法2第八章并行算法的基础设计技术2第七章并行算法的一般设计过程2第八章基本通信操作2第九章稠密矩阵运算2第十章线性方程组的求解2第一章快速傅里叶变换2第十F并行程序设计基础2第十三章并行程序设计模型和共享存储3系统编程第十四章分布存储系统并行编程一2第十五章并行程序设计环境与工具2大纲撰写人：余生晨 大纲审阅人：刘文萍 责任教授：李也白系（教研室）主任：李也白学院负责人：张常年制（修）定日期：2004年9月1日