《并行算法》课程总结与复习 ik:)-GV;s
Ch1 并行算法基础 pXT$Y8M
1.1 并行计算机体系结构 SiuO99'nV
并行计算机的分类 Pl5NHVr
SISD,SIMD,MISD,MIMD; NK#"qK""k
SIMD,PVP,SMP,MPP,COW,DSM zju,#%
并行计算机的互连方式 O->(9k
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静态:LA(LC),MC,TC,MT,HC,BC,SE #&2N,M!Q
动态:Bus, Crossbar Switcher, MIN(Multistage Interconnection Networks) ^Lv^W
1.2 并行计算模型 X @jYQ.
PRAM模型:SIMD-SM, \PMKmJX0O
又分CRCW(CPRAM,PPRAM,APRAM),CREW,EREW 7F9g:r/^
SIMD-IN模型:SIMD-DM DdS3<3]A
异步APRAM模型:MIMD-SM Jgv>$u
BSP模型:MIMD-DM,块内异步并行,块间显式同步 L+ETMk0
LogP模型:MIMD-DM,点到点通讯 wZ3vF)2s
1.3 并行算法的一般概念 b;;Kxi:7$}
并行算法的定义 Y <i}"eI*
并行算法的表示 }!7DF
并行算法的复杂度:运行时间、处理器数目、成本及成本最优、加速比、并行效率、工作量 K#C56k q&
并行算法的WT表示:Brent定理、WT最优 t?H;iBrpxd
加速比性能定律(略) f,
j(uP
并行算法的同步和通讯(略) AFB 7s z
Ch2 并行算法的基本设计技术 .L{+O6*c
2.1 并行算法的三种基本设计方法 +xdFkc
2.2 基本设计技术 ^]!1 'xg
平衡树方法:求最大值、计算前缀和 H6\ x.J^,
倍增技术:表序问题、求森林的根 ecI
2]aKi
分治策略:FFT分治算法 oS|~\,p"
划分原理: I4X+'fW,
均匀划分(PSRS排序)、对数划分(并行归并排序)、方根划分(Valiant归并排序)、功能划分( (m,n)-选择 ) eh7r'DmAR
流水线技术:五点的DFT计算,Systolic算法 ~Q9)
Q
加速级联(略) YeVc,B'
破对称技术
:ItW|
Ch3 比较器网络上的排序和选择算法 z'D{:q
3.1 Batcher归并和排序 8+cpNX
0-1原理的证明(略) y-q?pqt
奇偶归并网络:计算流程和复杂性(比较器个数和延迟级数) :.<TWBo V
双调归并网络:计算流程和复杂性(比较器个数和延迟级数) r<"/P`r
Batcher排序网络:原理、种类和复杂性
RGuHXf
3.2 (m, n)-选择网络 "t&k{\$\
分组选择网络 =i>F^7)U1
平衡分组选择网络及其改进 "?&bh@P&
Ch4 排序和选择的同步算法 Z?aR9OTP
4.1 一维线性阵列上的并行排序算法(略) CF92AY
4.2 二维Mesh上的并行排序算法 gH55caF<
ShearSort排序算法 7kpW1tjY
Thompson&Kung双调排序算法及其计算示例 aDv/kFfn
4.3 Stone双调排序算法(略) nGgc~E$j
4.4 Akl并行k-选择算法:计算模型、算法实现细节和时间分析 .FRF<_`^
4.5 Valiant并行归并算法:计算模型、算法实现细节和时间分析 h`rjD
d
4.7 Preparata并行枚举排序算法:计算模型和算法的复杂度 IX?%H!i
Ch5 排序和选择的异步和分布式算法(略) o (NyOC
5.1 MIMD-CREW模型上的异步枚举排序算法 +p6\R;_E
5.2 MIMD-TC模型上的异步快排序算法 0$ac1;7
5.3分布式k-选择算法 % peb{i
Ch6 并行搜索 [F{a-i-
6.1 单处理器上的搜索(略) |Z|xM
6.2 SIMD共享存储模型上有序表的搜索:算法 ^uElQI
6.3 SIMD共享存储模型上随机序列的搜索:算法 :FpBz~!a
6.4 树连接的SIMD模型上随机序列的搜索:算法 ;-^9j)31+F
6.5 网孔连接的SIMD模型上随机序列的搜索:算法和计算示例 DC7}Xly(
Ch8 数据传输与选路 1)Bi>X
8.1 引言 e-)1K
信包传输性能参数 %,D%Q~
维序选路(X-Y选路、E-立方选路) Y!$z7K
选路模式及其传输时间公式 eW,Pn'
8.2 单一信包一到一传输 L%Q *\d
SF和CT传输模式的传输时间(一维环、带环绕的Mesh、超立方) 1A.\Ao
8.3 一到多播送 ^:ngHue8~
SF和CT传输模式的传输时间(一维环、带环绕的Mesh、超立方)及传输方法 FWTl:LqFO
8.4 多到多播送 cs;Gk:
SF和CT传输模式的传输时间(一维环、带环绕的Mesh、超立方)及传输方法 1V?)zp
8.5 贪心算法(书8.2) 0EU4irMa
二维阵列上的贪心算法 |JQKxvjT
蝶形网上的贪心算法 (oEA)yc|
8.6 随机和确定的选路算法(书8.3)(略) .6#2i <oPW
Ch12矩阵运算 JdEb
_c3S
12.1 矩阵的划分:带状划分和棋盘划分,有循环的带状划分和棋盘划分 TY?io@
12.2 矩阵转置:网孔和超立方连接的算法及其时间分析 H`@7o8oj1
12.3 矩阵向量乘法 t[,\TM^h}0
带状划分的算法及其时间分析 LnX^*;P5t
棋盘划分的算法及其时间分析 dUSuhT
Systolic算法(略) >z$|O> j
12.4 矩阵乘法 y&]D2"I
简单并行分块算法 8!Kfe
Cannon算法及其计算示例 ;\.&FMi
Fox算法及其计算示例 A79SAheX#
DNS算法及其计算示例 6dMpd4"\
Systolic算法(略) v8N1fuP}
Ch13 数值计算 e(A&VIp
13.1 稠密线性方程组求解 H5)WxsZ R
SIMD-CREW的上三角方程组回代算法 uESHTX/[
SIMD-CREW上的Gauss-Jordan算法 Xw)+5+t"{
MIMD-CREW上的Gauss-Seidel算法 0@;E8^pa
13.2 稀疏线性方程组的求解 gO36tc:ce
三对角方程组的奇偶规约求解法 u e~1144
Gauss-Seidel迭代法的红黑着色并行算法 4V5*6O9(u
13.3 非线性方程的求根(略) %+}\i'j7
Ch14 快速傅立叶变换FFT %# #
bg<
14.1 快速傅里叶变换(FFT) %l,EA#89s
离散傅里叶变换(DFT) 4 @h6|=
串行FFT递归算法及其计算原理 (?(ahtT4T
串行FFT蝶式计算及其蝶式计算流图 :T2K\@
14.2 DFT直接并行算法 -v]
0@jNe
SIMD-MT上的并行DFT算法(略) EBm\rM8
14.3 并行FFT算法 Ff30%
SIMD-MC上的FFT算法(略) N !:&$z-
SIMD-BF上的FFT算法及其时间分析 =n!8>8d
Ch15 图论算法 Q_S
fFsY
15.1 图的并行搜索 6|9fcIh]B
p-深度优先搜索及其计算示例 UNJ|J$T]
p-宽深优先搜索及其计算示例 $: -Ptm@
p-宽度优先搜索及其计算示例 .u)YZN0\
15.2 图的传递闭包 Z|.. hZG
基于布尔矩阵乘积的算法原理 Z(FAQ\7
计算示例 8u4]@tJ
H
SIMD-CC上的传递闭包算法 uG<+IT|x
15.3 图的连通分量 MLJ8m
基于传递闭包的算法 RV~w+%f
基于顶点合并的算法 uAJC Q)@
15.4 图的最短路径 {=kA8U
基于矩阵乘积的算法原理 v^pE=f*/
计算示例 cCwT0O#d
15.5 图的最小生成树 ^I^k4iw4
SIMD-EREW模型上的Prim算法 6sntwT"?
算法的时间分析 nHhg#wR
Ch18 随机算法 "8N]1q:$4
18.1 引言 v{I:Wxe
基本知识:随机算法的定义、分类、重复性定律 IV\@GM:ait
时间复杂性度量 y 8sI @y6
设计方法 =|6IyL_N
18.2 低度顶点部分独立集 -y~JNDS1]
串行算法 ,30&VW##
随机并行算法及其正确性证明 4Hu.o 7
18.5 多项式恒等的验证
o]
=
&
基本原理和方法 3)=$BSC%
矩阵乘积的验证原理 1=s%.0
18.8 格点逼近问题(略) Lz4iLLP
18.9 SAT问题的异步随机并行算法(略) 4bmpMF-
Ch20 模型与下界 #<)u%)`
20.1不同的PRAM模型的相互模拟 W}KtB1J
PRAM-EREW模拟PPRAM-CRCW
N3E=t#n
PRAM-CRCW之间的模拟 Lq yY??\@
20.2下界 DS^P
Hk39
算法研究的两个方向:优化(上界)、可能性(下界) W8\K_M}
Gates的工作 (
CEJg|,
理想的PRAM模型与下界 ybfNG@N*
PRAM模型的下界 %c
[by
20.3 NP完全理论导引(略) RTSg=
20.4 P完全理论(略)