《并行算法》课程总结与复习 ]`$6=)_X
Ch1 并行算法基础 ~^2w)-N
1.1 并行计算机体系结构 sE?%;uBb
并行计算机的分类
=`3r'c
SISD,SIMD,MISD,MIMD; KNeVSZT
SIMD,PVP,SMP,MPP,COW,DSM NCKR<!(
并行计算机的互连方式 FEk9a^Xyx
静态:LA(LC),MC,TC,MT,HC,BC,SE u&l;\w
动态:Bus, Crossbar Switcher, MIN(Multistage Interconnection Networks) Q#% LIkeq
1.2 并行计算模型 \
^(#b,k#
PRAM模型:SIMD-SM, #`_W?-%^
又分CRCW(CPRAM,PPRAM,APRAM),CREW,EREW ] V/5<O1
SIMD-IN模型:SIMD-DM QT%`=b
异步APRAM模型:MIMD-SM r ~{nlLO}
BSP模型:MIMD-DM,块内异步并行,块间显式同步 "o--MBq4
LogP模型:MIMD-DM,点到点通讯 +PYV-@q
1.3 并行算法的一般概念 |B(,53
并行算法的定义 OAkqPG&w
并行算法的表示 ^6l5@#)w
并行算法的复杂度:运行时间、处理器数目、成本及成本最优、加速比、并行效率、工作量 [\ku,yd%0
并行算法的WT表示:Brent定理、WT最优 <2(X?,N5BD
加速比性能定律(略) F[coa5
并行算法的同步和通讯(略) bmHj)^v5]
Ch2 并行算法的基本设计技术 glch06
2.1 并行算法的三种基本设计方法 8;qOsV)UDT
2.2 基本设计技术 ar@,SKU'K
平衡树方法:求最大值、计算前缀和 MTwzL<@$
倍增技术:表序问题、求森林的根 N n_b
分治策略:FFT分治算法 }D1?Z7p
划分原理: s[4 qC
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 ) <1vogUDW
流水线技术:五点的DFT计算,Systolic算法 R UCUEo63
加速级联(略) VKPsg
破对称技术 #: EhGlq8
Ch3 比较器网络上的排序和选择算法 k Jz^\
Re
3.1 Batcher归并和排序 ^d>m`*px
0-1原理的证明(略) qW3XA$g|j'
奇偶归并网络:计算流程和复杂性(比较器个数和延迟级数) E.C=VfBW
双调归并网络:计算流程和复杂性(比较器个数和延迟级数) nVpDjUpN
Batcher排序网络:原理、种类和复杂性 M\ wCZG
3.2 (m, n)-选择网络 JiqhCt\
分组选择网络 F`;q9<NYRW
平衡分组选择网络及其改进 ht\_YiDg3
Ch4 排序和选择的同步算法 G=e'H-
4.1 一维线性阵列上的并行排序算法(略) k(`> (w
4.2 二维Mesh上的并行排序算法 \]FPv7!
ShearSort排序算法 f!7fz~&Sh
Thompson&Kung双调排序算法及其计算示例 p*jH5h cy
4.3 Stone双调排序算法(略) #.FhN x
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 KsTE)@F:
4.5 Valiant并行归并算法:计算模型、算法实现细节和时间分析 iQ;lvOja
4.7 Preparata并行枚举排序算法:计算模型和算法的复杂度 ~Y1nU-
Ch5 排序和选择的异步和分布式算法(略) rZAP3)dA
5.1 MIMD-CREW模型上的异步枚举排序算法 8V
pmcGvc3
5.2 MIMD-TC模型上的异步快排序算法 p;%5 o0{1
5.3分布式k-选择算法 uC]c`Ue
Ch6 并行搜索 ?`:+SncI"b
6.1 单处理器上的搜索(略) 8XCT[X
6.2 SIMD共享存储模型上有序表的搜索:算法 2Z9ck|L>
6.3 SIMD共享存储模型上随机序列的搜索:算法 HKC&grp
6.4 树连接的SIMD模型上随机序列的搜索:算法 xyV7MW\?w
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 nh+h3"-d
Ch8 数据传输与选路 >2'A~?%
8.1 引言 B90fUK2g
信包传输性能参数 D;:p6q}hT
维序选路(X-Y选路、E-立方选路) 6/0bis
H
选路模式及其传输时间公式 Yru,YA
8.2 单一信包一到一传输 HbCcROl(
SF和CT传输模式的传输时间(一维环、带环绕的Mesh、超立方) r.]IGE|
8.3 一到多播送 |41~U\
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 CQ{p
v3)
8.4 多到多播送 7?y([i
\y
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 gd0a,_`M
8.5 贪心算法(书8.2) FZ FPzH
二维阵列上的贪心算法 *y~~~ 'J/
蝶形网上的贪心算法 wF-H{C'
8.6 随机和确定的选路算法(书8.3)(略) U]M
5&R=?
Ch12矩阵运算 wO]H
+t
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 S""F58H n
12.2 矩阵转置:网孔和超立方连接的算法及其时间分析 wEl/s P
12.3 矩阵向量乘法 i66/2BUh.
带状划分的算法及其时间分析 @><8YN^)%
棋盘划分的算法及其时间分析 +~xzgaL
Systolic算法(略) ] $F%
12.4 矩阵乘法 S<I9`k G
简单并行分块算法 5hDm[*83
Cannon算法及其计算示例 u} [.*e
Fox算法及其计算示例 j9f Q V
DNS算法及其计算示例 HC$}KoZkC
Systolic算法(略) cOdgBi
Ch13 数值计算 ^HWa owy=
13.1 稠密线性方程组求解 4SIS#m
SIMD-CREW的上三角方程组回代算法 q3u:Tpn4%
SIMD-CREW上的Gauss-Jordan算法 `cFNO:
MIMD-CREW上的Gauss-Seidel算法 %/r:iD
13.2 稀疏线性方程组的求解 Nfd'|#
三对角方程组的奇偶规约求解法 %d0BQ|
Gauss-Seidel迭代法的红黑着色并行算法 |Syulus
13.3 非线性方程的求根(略) 4=l$wg~;
Ch14 快速傅立叶变换FFT 3oPyh $*
14.1 快速傅里叶变换(FFT) 1+Q@RiW
离散傅里叶变换(DFT) =AX"'q
串行FFT递归算法及其计算原理 }u;`k'J@
串行FFT蝶式计算及其蝶式计算流图 "BC;zH:
14.2 DFT直接并行算法 B#o6UO\
SIMD-MT上的并行DFT算法(略) V17!~
14.3 并行FFT算法 qy/t<2'
SIMD-MC上的FFT算法(略) d_Z?i#r0l
SIMD-BF上的FFT算法及其时间分析 RVh{wg
Ch15 图论算法 V=H :`n3k
15.1 图的并行搜索 ,Y7QmbX^
p-深度优先搜索及其计算示例 Lv<vMIr
p-宽深优先搜索及其计算示例 ^MvBW6
#1
p-宽度优先搜索及其计算示例 1;~|[C
15.2 图的传递闭包 ULzrJbP'7
基于布尔矩阵乘积的算法原理 IJD E{)
计算示例 FQ u c}A
SIMD-CC上的传递闭包算法 D=}\]Krmay
15.3 图的连通分量 BCh|^Pk
基于传递闭包的算法 wQ81wfr1:
基于顶点合并的算法 H`rd bE
15.4 图的最短路径 EKEJ9Y+47H
基于矩阵乘积的算法原理 cVDcda|PE
计算示例 tNz(s)
15.5 图的最小生成树 TrBW0Bn>p
SIMD-EREW模型上的Prim算法 ]D,\(|
算法的时间分析 x
kdC-S
Ch18 随机算法 DTHWL
18.1 引言 e/}4Pt
基本知识:随机算法的定义、分类、重复性定律 \jx3Fs:Q
时间复杂性度量 e(Rbq8D
设计方法 w@LLxL>Y
18.2 低度顶点部分独立集 ;3o7>yEv
串行算法 .AZwVP<
随机并行算法及其正确性证明 )W&{OMr
18.5 多项式恒等的验证 PlCj<b1D:
基本原理和方法 U*?`tdXJ$
矩阵乘积的验证原理 %< `D'V@
18.8 格点逼近问题(略) dg_w$#
18.9 SAT问题的异步随机并行算法(略) U>DCra;
Ch20 模型与下界 gFsqCx<q
20.1不同的PRAM模型的相互模拟 "F[7b!>R
PRAM-EREW模拟PPRAM-CRCW B<0Kl.V
PRAM-CRCW之间的模拟 h}kJ,n
20.2下界 <~uzKs0
算法研究的两个方向:优化(上界)、可能性(下界) ?wFL\C
Gates的工作 s;$f6X
理想的PRAM模型与下界 +wf9!_'
PRAM模型的下界 Sa
kew
20.3 NP完全理论导引(略) 216$,4i
20.4 P完全理论(略)