内容发布更新时间 : 2025/1/7 4:47:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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 MPP和COW（掌握）

1、对称多处理机SMP 2、在规模并行机MPP 3、工作站群COW

4、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、PCAM设计方法 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并行编程

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COW平台上的实验课程，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SMP平台，MPP平台和COW平台上的实验课程，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COW环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

八 、 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 章节 内容 总课时 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章 并行计算机系统及其结构模型 当代并行机系统：SMP，MPP和COW 并行计算性能评测 并行算法的设计基础 并行算法的一般设计方法 并行算法的基础设计技术 并行算法的一般设计过程 基本通信操作 稠密矩阵运算 线性方程组的求解 快速傅里叶变换 并行程序设计基础 讲授讨论、论备注 课时 文、实验、设计 3 2 1 3 2 2 2 2 2 2 2 2