《并行科学计算》内容简介与阅读建议

Name: 并行科学计算
Author: 弗雷德里克·马古雷斯（Frédéric Magoulès）
ISBN: 9787121524462

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作者: 弗雷德里克·马古雷斯（Frédéric Magoulès）
分类: 科技技术
出版年份: 2026
出版社: 电子工业出版社
页数: 212 页
语言: 中文

《并行科学计算》内容简介

并行科学计算是高性能计算的一种基本实现方法，提供底层数学逻辑和实现算法。线性方程组求解问题是工程领域的核心问题，本书系统介绍大型稀疏线性方程组的并行求解方法，包括并行体系结构、编程模型、数值代数等基础知识，线性方程组的直接求解法和间接求解法，以及相关并行算法和区域分解算法。本书可以帮助读者高效学习并行算法，从而快速解决工程实践中的线性方程组求解问题。本书适合信息与计算科学相关专业的本科高年级学生、研究生阅读，也可作为从事相关工作的科研和工程技术人员的参考用书。

《并行科学计算》书籍信息摘要

《并行科学计算》内容简介与阅读建议，作者弗雷德里克·马古雷斯（Frédéric Magoulès），科技技术，2026年。获取前建议核对作者、出版社、年份、ISBN、版本和正版渠道。相关主题：并行科学计算、线性方程组求解、Krylov法、计算机类。

作者：弗雷德里克·马古雷斯（Frédéric Magoulès）
分类：科技技术
出版年份：2026
出版社：电子工业出版社
页数：212 页
语言：中文
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《并行科学计算》适合哪些读者？

适合希望系统学习技术概念、实践方法、工具使用和行业知识的读者。

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第 1 章计算机体系结构・・.1
1.1 不同类型的并行・・・.1
1.1.1 重叠、并发和并行・・・・・.1
1.1.2 算术逻辑单元中的空间并行与时间并行・・.3
1.1.3 并行与内存・・.5
1.2 存储设备体系结构 .5
1.2.1 多体交错式内存・・.6
1.2.2 多级存储・・・・・.7

展开全部（共 124 章节）

1.2.3 分布式存储・.11
1.3 混合体系结构 12
1.3.1 GPU 加速器・12
1.3.2 混合计算机・・13
第 2 章并行化与编程模型・・・・・15
2.1 并行化・・・15
2.2 性能指标 17
2.2.1 并行度・・17
2.2.2 负载平衡・・・・・18
2.2.3 粒度・・・・・19
2.2.4 可扩展性・・・・・19
2.3 数据并行 20
2.3.1 循环・・・・・20
2.3.2 依赖性・・21
2.3.3 依赖性示例・・22
2.3.4 归约运算・・・・・24
2.3.5 嵌套循环・・・・・25
2.3.6 OpenMP 29
2.4 案例分析：向量化 31
2.4.1 向量计算机和向量化・・31
2.4.2 依赖性・・32
2.4.3 归约运算・・・・・33
2.4.4 流水线运算・・34
2.5 消息传递 36
2.5.1 消息传递编程・・・・・36
2.5.2 并行环境管理・・・・・36
2.5.3 点对点通信・・37
2.5.4 聚合通信・・・・・38
第 3 章并行算法概念・・・・・41
3.1 并行循环算法 41
3.1.1 归约算法的基本原理・・41
3.1.2 归约算法的开销和稳定性・・42
3.1.3 循环归约・・・・・44
3.2 矩阵乘法的数据分布・・・45
3.2.1 行算法和列算法・・45
3.2.2 分块算法・・・・・47
3.2.3 分布式算法・・50
3.2.4 算法实现・・・・・51
第 4 章矩阵计算基础・・・・・55
4.1 线性代数回顾 55
4.1.1 向量空间、点积、正交投影・・・・・55
4.1.2 线性映射与矩阵・・58
4.2 矩阵性质 61
4.2.1 特殊矩阵、特征值、特征向量・・61
4.2.2 矩阵范数・・・・・63
4.2.3 基变换・・65
4.2.4 矩阵的条件数・・・・・66
第 5 章稀疏矩阵・・・・・71
5.1 稀疏矩阵的起源・・・71
5.2 稀疏矩阵的并行构建：共享存储・75
5.3 稀疏矩阵的分块并行构建：分布式存储・・・・75
第 6 章用 LU 分解法求解线性方程组・・・78
6.1 线性方程组求解・・・78
6.1.1 直接法・・78
6.1.2 迭代法・・79
6.2 LU 分解的原理・・・・・81
6.3 高斯消元法・・・84
6.4 高斯-若尔当消元法・・・・・86
6.5 对称矩阵的 Crout 分解和楚列斯基分解・・・・91
第 7 章稠密矩阵 LU 分解的并行化 94
7.1 分块分解 94
7.2 在 MPI 编程环境中实现分块分解 98
7.3 前向-后向替换法的并行化・・・・・.102
第 8 章稀疏矩阵的 LU 分解 .104
8.1 分解后的矩阵结构・・・.104
8.2 符号分解与重新编号 .107
8.3 消去树 .110
8.4 消去树与依赖性 .115
8.5 嵌套剖分・・・.116
8.6 前向-后向替换・・.120
第 9 章对称正定矩阵的 Krylov 法・・・.123
9.1 Krylov 子空间基础・・・.123
9.1.1 Krylov 子空间・・.123
9.1.2 Arnoldi 基的构建・・・・.125
9.2 对称矩阵 Lanczos 基的构建・・・.127
9.3 Lanczos 法 .128
9.4 共轭梯度法 .132
9.5 与梯度法的对比 .136
9.6 对称正定矩阵的预处理・・・.138
第 10 章任意矩阵的正交化方法 .141
10.1 GMRES 法・・・・・.141
10.2 面向对称矩阵的 MINRES 法・.148
10.3 ORTHODIR 法 .151
10.4 非对称矩阵的预处理・・・・・.152
第 11 章非对称矩阵的双正交化方法 .154
11.1 非对称矩阵双正交基的构建・・.154
11.2 非对称 Lanczos 法・.158
11.3 双共轭梯度法・・.159
11.4 准极小残量法・・.163
11.5 稳定双共轭梯度法・・.167
第 12 章 Krylov 法的并行化・・・・・.173
12.1 稠密矩阵-向量乘法的并行化 .173
12.2 稀疏矩阵-向量乘法：按顶点划分・.174
12.3 稀疏矩阵-向量乘法：按元素划分・.176
12.3.1 区域分解原理概述 .176
12.3.2 矩阵-向量乘法・・・・・.177
12.3.3 数据通信 .178
12.4 点积的并行化・・.179
12.5 Krylov 法的并行化小结・・.180
第 13 章并行预处理方法・・・.182
13.1 不完全分解法・・.182
13.1.1 原理 .182
13.1.2 并行化・・・.184
13.2 舒尔补法・・.186
13.2.1 局部最优预处理・・・.186
13.2.2 舒尔补法的原理・・・.187
13.2.3 舒尔补法的性质・・・.189
13.3 代数多重网格・・.191
13.3.1 基于投影的预处理 .191
13.3.2 粗糙网格的代数构建・・・.193
13.3.3 代数多重网格法・・・.195
13.4 加性施瓦茨预处理法・・・・・.196
13.4.1 重叠原理 .196
13.4.2 乘性方法与加性方法・・・.198
13.4.3 加性 Schwarz 预处理法・.198
结语・・・・.201

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常见问题

《并行科学计算》适合谁读？

适合希望系统学习技术概念、实践方法、工具使用和行业知识的读者。

《并行科学计算》阅读难度高吗？

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《并行科学计算》纸质书值得买吗？

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在哪里可以合法获取《并行科学计算》？

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