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第一章 概论 1

§1．1 并行计算与并行程序设计方法学 1

1．1．1 高科技问题与并行计算 1

1．1．2 并行程序设计方法的特点 4

§1．2 并行计算机系统 6

1．2．1 流水线操作 6

1．2．2 并行操作SIMD结构 9

1．2．3 MIMD系统、多处理机系统 9

1．2．4 分布式存储并行计算机系统 12

1．2．5 发展趋势 13

§1．3 网络拓扑与通信模式 14

1．3．1 网络拓扑判别准则 14

1．3．2 常见的几种规则网络拓扑 16

§1．4 并行计算 19

1．4．1 并行计算 19

1．4．2 并行性与并行语义 22

1．4．3 并行科学计算中的并行性 25

§1．5 并行算法结构 29

1．5．1 为什么要研究算法结构 29

1．5．2 算法结构的各组成部分与属性 30

1．5．3 并行算法结构的分类 36

§1．6 程序设计的一般概念 38

1．6．1 程序的本质与特点 38

1．6．2 程序设计的本质与特点 40

1．6．3 程序设计方法的主要原则 42

§1．7 并行程序设计方法的基本原则 46

1．7．1 并行程序设计的特殊困难 46

1．7．2 并行程序设计方法的基本原则 51

1．7．3 并行程序设计的一般步骤 52

1．7．4 几点注意事项 53

§1．8 常见的几种同步互斥机制 56

1．8．1 PCF Fortran中的同步机制 56

·Lock-unlock机制 56

·Critical Section（临界段） 56

·事件同步 56

·序列同步 56

1．8．2 CSP中的同步通信机制 63

1．8．3 Ada中的同步通信机制 65

1．9．1 数据驱动的并行计算模型 70

§1．9 并行程序设计的性能考虑 70

1．9．2 加速比估计式 71

1．9．3 logP模型 74

1．9．4 考虑logP因素的进程流程图的调度 79

第一章 小结 83

第二章 并行计算理论初步 85

§2．1 抽象数据类型与并行模块化 85

2．1．1 什么叫并行模块化 85

2．1．2 如何并行模块化 86

2．1．3 数据抽象的说明方法 87

2．1．4 过程抽象的说明 90

2．1．5 模块的说明 91

§2．2 对象式程序设计概念 94

2．2．1 对象式程序设计概念 94

2．2．2 类 95

2．2．3 对象 96

2．2．4 继承 97

2．2．5 允引关系 98

2．2．6 对象系统的行为特征 102

2．3．1 现实世界中的执行相关关系 103

§2．3 抽象相关分析 103

2．3．2 抽象相关概念 104

2．3．3 对象模型中的相关关系 105

2．3．4 抽象相关图 110

§2．4 基于数据驱动模型的并行程序构造 111

2．4．1 具有断言的数据驱动模型 111

2．4．2 程序说明的并行分解 113

2．4．3 并行程序的优化 116

2．4．4 并行程序的测试 118

2．5．1 数据驱动模型的优点 121

§2．5 基于数据驱动模型的并行程序设计 121

2．5．2 基于数据驱动模型程序设计的主要步骤 122

§2．6 软件开发过程的计划 128

2．6．1 问题的提出 128

2．6．2 软件过程模型 130

2．6．3 软件开发计划说明 133

§2．7 并行程序执行控制模式 134

2．7．1 并行程序执行控制模式概念 135

2．7．2 现有几种执行控制模式 136

2．7．3 数据驱动/相关驱动的执行控制模式 138

第二章 小结 142

第三章 并行分解技术 143

§3．1 并行分解技术概论 143

3．1．1 问题及其解的结构 143

3．1．2 说明性定义与构造性定义 147

3．1．3 问题定义的并行分解 148

3．1．4 同步与合作问题 153

3．2．1 并行Schwarz交替法 155

§3．2 论域分解之一 155

3．2．2 N-D交替法 157

3．2．3 容量矩阵法 160

3．2．4 有限元法 161

§3．3 论域分解之二 162

3．3．1 空中交通控制问题 162

3．3．2 确定问题论域 162

3．3．3 对象识别 163

3．3．4 问题分解与过程抽象 164

3．3．5 模块调用图 165

3．4．1 基于对象程序设计 166

§3．4 对象分解方法 166

3．4．2 并行对象程序设计 167

§3．5 计算分解 171

3．5．1 一阶线性递归计算 172

3．5．2 三对角线方程组直接解法 175

§3．6 控制分解 178

3．6．1 问题的特点 178

3．6．2 管理员/工人执行控制方法 178

第三章 小结 182

4．1．1 分布式反应系统特点 184

第四章 分布式反应系统 184

§4．1 分布式反应系统与形式开发方法 184

4．1．2 形式开发方法 186

4．1．3 形式方法的选择 191

§4．2 传统Petri网与扩充Petri网 193

4．2．1 传统Petri网 193

4．2．2 分析技术 195

4．2．3 扩充的PN模型 199

§4．3 分布式状态机模型 201

4．3．1 问题的提出 201

4．3．2 非形式描述 202

4．3．3 分布式状态机模型 204

5．4．3 软件IC的选定与修改 206

4．3．4 说明语言DSML 211

4．3．5 全局状态 217

4．3．6 DSM证明系统DSMS 220

4．3．7 说明分析的图论方法 224

4．3．8 分布式状态机模型的特点 227

§4．4 分布式实时状态机模型 228

4．4．1 分布式实时状态机模型 228

4．4．2 DRSM说明语言DRSML 237

4．4．3 全局行为 242

4．4．4 DRSM证明系统 245

4．4．5 说明分析的图论方法 251

4．4．6 实时软件形式开发步骤 252

§4．5 DSM的代数模型及其模型检验算法 263

4．5．1 DSM的代数模型 263

4．5．2 模型检验算法 269

4．5．3 异步方程模型检验算法 273

第四章 小结 277

5．1．1 并行程序设计环境的设计目标 278

§5．1 并行程序设计环境的目标、特点与基本问题 278

第五章 并行程序设计环境与工具 278

5．1．2 并行程序设计环境的特点 279

5．1．3 并行程序设计环境HZPARA-Ⅲ的设计 280

5．1．4 实现中的基本问题 283

§5．2 并行软件IC的识别与开发 284

5．2．1 可重用软件开发的两种主要方法 284

5．2．2 并行软件IC的建造 287

5．2．3 HZPARA-Ⅲ的作法 292

5．3．1 软件IC检索问题 294

§5．3 并行软件IC的检索与编码 294

5．3．2 现有几种主要的编码检索方法 299

§5．4 软件IC的合成与组装 303

5．4．1 问题的提出 303

5．4．2 模块接口图的构造 304

5．4．4 软件IC的合成与组装 309

5．4．5 组装软件产品的正确性 310

第五章 小结 311

参考文献 312