基本介紹
- 書名：並行性分析的數學原理
- 作者：范植華 廖名學
- 出版日期：2014年8月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787312030024
- 外文名：Mathematical Principles of Parallelity Analysis
- 出版社：中國科學技術大學出版社
- 頁數：824頁
- 開本：16
- 品牌：中國科學技術大學出版社
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《並行性分析的數學原理》可供計算機科技工作者、大專院校師生，特別是有志於把抽象數學與工程技術相結合的科研人員閱讀。
作者簡介
范植華，中國科學院軟體研究所二級研究員，博士生導師，天基綜合信息
系統國家重點實驗室首任首席科學家兼總工程師。1942年生於南京，1960
年考人中國科學技術大學套用數學與電子計算機系，1965年本科畢業於其
套用數學專業，分配至中國人民解放軍軍事工程學院/國防科學技術大
學從事計算機軟體科研與教學；1978年考入中國科學院研究生院，1981年
畢業於中國科學院計算技術研究所計算機科學專業；1987年調入中華人
民共和國國防科學技術工業委員會；1991年到中國科學院軟體研究所工作
至今。在套用數學和計算機科學兩個領域具有堅實的理論基礎和系統深
入的專業知識，善於將理論與實踐相結合，從工程套用中提煉尖端理論
問題，靈活運用現代數學工具合理解決後反哺工程實踐。在並行處理與實
時處理兩大前沿領域，分別首創元素視圖理論與專用實時母系統理論，近
年來又在軟體系統自動生成方面，做出國際領先水平的創造性成果。發表
學術論文百餘篇，出版學術專著三部《向量化理論》，科學出版社，1990；
《數據相關性理論及其在並行處理中的套用》，科學出版社，1999；《並行
性分析的數學原理》，中國科學技術大學出版社，2014)。退休後在中國科
學院大學講授“並行性分析的數學原理”課程，在歷年教學獎評中保持各
項指標全優。
系統國家重點實驗室首任首席科學家兼總工程師。1942年生於南京，1960
年考人中國科學技術大學套用數學與電子計算機系，1965年本科畢業於其
套用數學專業，分配至中國人民解放軍軍事工程學院/國防科學技術大
學從事計算機軟體科研與教學；1978年考入中國科學院研究生院，1981年
畢業於中國科學院計算技術研究所計算機科學專業；1987年調入中華人
民共和國國防科學技術工業委員會；1991年到中國科學院軟體研究所工作
至今。在套用數學和計算機科學兩個領域具有堅實的理論基礎和系統深
入的專業知識，善於將理論與實踐相結合，從工程套用中提煉尖端理論
問題，靈活運用現代數學工具合理解決後反哺工程實踐。在並行處理與實
時處理兩大前沿領域，分別首創元素視圖理論與專用實時母系統理論，近
年來又在軟體系統自動生成方面，做出國際領先水平的創造性成果。發表
學術論文百餘篇，出版學術專著三部《向量化理論》，科學出版社，1990；
《數據相關性理論及其在並行處理中的套用》，科學出版社，1999；《並行
性分析的數學原理》，中國科學技術大學出版社，2014)。退休後在中國科
學院大學講授“並行性分析的數學原理”課程，在歷年教學獎評中保持各
項指標全優。
圖書目錄
總序
序
第一章硬體並行設施
1.1計算機並行性的發展
1.2流水線並行原理
1.3多向量流水
1.4向量指令系統與向量彙編語言
1.5陣列與數據流方式
1.6多核晶片
1.7緊耦合多處理機
1.8松耦合多計算機
1.9集群
1.10單體巨型機
1.11復體巨型機
1.12源於小微巨型機的可伸縮性
1.13雲計算平台
第二章語言並行機制
2.1VFORTRAN語言
2.2三元挑選符與下標對應規則
2.3向量函式
2.4向量過程
2.5流水線處理
2.6向量連結
2.7向量禁止
2.8數組運算
2.9PFORTRAN語言
2.10HPF語言
2.11BXC語言
2.12時序運算元
2.13控制結構
2.14點對點通信
2.15並行程式設計
第三章顯數據相關性的三種視圖
3.1並行處理的三種粒度
3.2相關依賴等價條件下的並行處理
3.3單層賦值循環的適應性
3.4臨時變數與歸納變數
3.5三種賦值與限制條件
3.6繁衍層次
3.7結合鏈同體鏈與年長順序定理
3.8元素間的優先關係
3.9數據相關與輸入相關
第四章語句視圖與依賴片斷
4.1語句間的相關依賴
4.2語句圖與並行性判別
4.3解析判別法與非整除規則
4.4變序點
4.5A0型循環的層次片斷
4.6計算實例
4.7A1型和A型循環的層次片斷
4.8循環體的最簡形式
4.9指令級的並行性
4.10加權彙編語句圖
第五章變數視圖
5.1坐標方法
5.2超平面方法
5.3相關分析方法
5.4圖論方法
5.5統一的解析判別法
5.6拓撲排序
5.7臨時數組與暫存語句
5.8改寫算法
第六章元素視圖
6.1以元素為結點的困難和片斷的概念
6.2有待跨越的“鴻溝”
6.3判別準則
6.4判別舉例
6.5等價類與R—P逆對所引起的暫存
6.6時序層次等價類的數學抽象
6.7結點的數學抽象
6.8循環間包含關係的直觀含義
6.9生存帶的脹縮
6.10包含關係的數學表示
6.11強化定理
6.12偏序結構
6.13比較判別法及其在循環體上的套用
6.14比較判別法在取值點集合上的套用
6.15元素視圖A型算法全過程
第七章控制依賴向數據依賴的轉換
7.1不定因素與參數集
7.2I0型循環及其閉體
7.3I0型循環的並行處理
7.4關於I0型循環並行的充要條件
7.5再識別算法
7.6再改寫算法
7.7最佳化算法
7.8識別改寫最佳化鏈
7.9兩道例題演示I0型算法全過程
第八章多岔控制轉移的結構化重構
8.1簡單三岔控制轉移
8.2三岔控制轉移的完備形式
8.3程式變換應滿足的集合方程
8.4型組合方式的嵌入載體
8.5型組合方式的嵌入載體
8.6型組合方式的嵌入載體
8.7程式變換目標程式的最佳化
8.8退化情形
8.9簡單多岔控制轉移
8.10簡單多岔控制轉移的並行處理
8.11多岔控制轉移的完備形式
8.12雙階律
8.13完備形式多岔控制轉移的結構化變換
8.14GN型計算實例
8.15結構化的多岔控制轉移
8.16GNS型計算實例
8.17G型實現算法
第九章離散連通與簡潔冗餘
9.1離散層次的概念
9.2具有離散層次的A型循環的可並行性質
9.3向I0型循環的拓廣
9.4時序層次離散性的判別方法
9.5一類簡單的具有離散層次的A型循環
9.6一類簡單的具有離散層次的I0型循環
9.7下標表達式單調變化的循環類
9.8下標表達式單調變化的例題
9.9反原形與擬離散性
9.10簡潔循環與冗餘循環的概念
9.11A型簡潔循環與A型冗餘循環
9.12同態定理
9.13向I0型循環的拓廣
9.14向I1型和G型循環的拓廣
……
第十章分部並行與循環分布
第十一章變序點分割
第十二章遞歸分割與並行劃分
第十三章向多重循環的拓廣
第十四章並行死鎖的靜態檢測
附錄一從“銀河”到“天河”
附錄二對范植華並行處理理論與工程成果的專家評價
參考文獻
序
第一章硬體並行設施
1.1計算機並行性的發展
1.2流水線並行原理
1.3多向量流水
1.4向量指令系統與向量彙編語言
1.5陣列與數據流方式
1.6多核晶片
1.7緊耦合多處理機
1.8松耦合多計算機
1.9集群
1.10單體巨型機
1.11復體巨型機
1.12源於小微巨型機的可伸縮性
1.13雲計算平台
第二章語言並行機制
2.1VFORTRAN語言
2.2三元挑選符與下標對應規則
2.3向量函式
2.4向量過程
2.5流水線處理
2.6向量連結
2.7向量禁止
2.8數組運算
2.9PFORTRAN語言
2.10HPF語言
2.11BXC語言
2.12時序運算元
2.13控制結構
2.14點對點通信
2.15並行程式設計
第三章顯數據相關性的三種視圖
3.1並行處理的三種粒度
3.2相關依賴等價條件下的並行處理
3.3單層賦值循環的適應性
3.4臨時變數與歸納變數
3.5三種賦值與限制條件
3.6繁衍層次
3.7結合鏈同體鏈與年長順序定理
3.8元素間的優先關係
3.9數據相關與輸入相關
第四章語句視圖與依賴片斷
4.1語句間的相關依賴
4.2語句圖與並行性判別
4.3解析判別法與非整除規則
4.4變序點
4.5A0型循環的層次片斷
4.6計算實例
4.7A1型和A型循環的層次片斷
4.8循環體的最簡形式
4.9指令級的並行性
4.10加權彙編語句圖
第五章變數視圖
5.1坐標方法
5.2超平面方法
5.3相關分析方法
5.4圖論方法
5.5統一的解析判別法
5.6拓撲排序
5.7臨時數組與暫存語句
5.8改寫算法
第六章元素視圖
6.1以元素為結點的困難和片斷的概念
6.2有待跨越的“鴻溝”
6.3判別準則
6.4判別舉例
6.5等價類與R—P逆對所引起的暫存
6.6時序層次等價類的數學抽象
6.7結點的數學抽象
6.8循環間包含關係的直觀含義
6.9生存帶的脹縮
6.10包含關係的數學表示
6.11強化定理
6.12偏序結構
6.13比較判別法及其在循環體上的套用
6.14比較判別法在取值點集合上的套用
6.15元素視圖A型算法全過程
第七章控制依賴向數據依賴的轉換
7.1不定因素與參數集
7.2I0型循環及其閉體
7.3I0型循環的並行處理
7.4關於I0型循環並行的充要條件
7.5再識別算法
7.6再改寫算法
7.7最佳化算法
7.8識別改寫最佳化鏈
7.9兩道例題演示I0型算法全過程
第八章多岔控制轉移的結構化重構
8.1簡單三岔控制轉移
8.2三岔控制轉移的完備形式
8.3程式變換應滿足的集合方程
8.4型組合方式的嵌入載體
8.5型組合方式的嵌入載體
8.6型組合方式的嵌入載體
8.7程式變換目標程式的最佳化
8.8退化情形
8.9簡單多岔控制轉移
8.10簡單多岔控制轉移的並行處理
8.11多岔控制轉移的完備形式
8.12雙階律
8.13完備形式多岔控制轉移的結構化變換
8.14GN型計算實例
8.15結構化的多岔控制轉移
8.16GNS型計算實例
8.17G型實現算法
第九章離散連通與簡潔冗餘
9.1離散層次的概念
9.2具有離散層次的A型循環的可並行性質
9.3向I0型循環的拓廣
9.4時序層次離散性的判別方法
9.5一類簡單的具有離散層次的A型循環
9.6一類簡單的具有離散層次的I0型循環
9.7下標表達式單調變化的循環類
9.8下標表達式單調變化的例題
9.9反原形與擬離散性
9.10簡潔循環與冗餘循環的概念
9.11A型簡潔循環與A型冗餘循環
9.12同態定理
9.13向I0型循環的拓廣
9.14向I1型和G型循環的拓廣
……
第十章分部並行與循環分布
第十一章變序點分割
第十二章遞歸分割與並行劃分
第十三章向多重循環的拓廣
第十四章並行死鎖的靜態檢測
附錄一從“銀河”到“天河”
附錄二對范植華並行處理理論與工程成果的專家評價
參考文獻
