并行计算中的负载平衡算法-中科大讲义概览

"负载平衡算法-并行计算(中科大讲义)"，这是一份来自中国科学技术大学的讲义，涵盖了并行计算的多个方面，包括并行计算机系统的结构模型、当代并行机系统（如SMP、MPP和Cluster）、并行计算性能评测、并行算法设计基础和技术、并行数值算法以及并行程序设计等内容。 在并行计算中，负载平衡算法是确保系统效率和性能的关键。根据描述，负载平衡算法主要分为静态、概率和动态三种类型： 1. 静态负载平衡算法：这种算法在任务分配前就已经预先确定，通常适用于任务量相对固定或可预测的情况。通过预先计算和分配工作负载，可以尽可能地避免某些处理器空闲而其他处理器过载的问题。 2. 概率负载平衡算法：这种算法采用随机策略来分配任务，根据概率模型调整任务分配，以期望达到整体上的平衡。这种方法适用于任务大小和执行时间不可预知的情况。 3. 动态负载平衡算法：在执行过程中，根据处理器的实际负载情况动态调整任务分配，以适应不断变化的工作负载。这种方法更为灵活，能有效应对突发的大规模任务或者处理器性能波动。 此外，负载平衡还涉及到基于域分解的方法，包括： - 递归对剖：将大型问题或计算区域分解为更小的部分，然后对这些部分进行递归处理，直到每个部分可以由一个处理器单独处理。 - 局部算法：这种方法侧重于在局部范围内优化负载平衡，例如，仅在相邻处理器之间交换任务，以减少通信开销。 - 概率方法：结合概率论，动态地决定任务在处理器间的转移概率，以达到负载平衡。 并行计算的课程还包括了并行算法设计的一般方法和技术，如并行算法的基础、一般设计过程，以及如何在不同的并行计算模型（如共享存储系统和分布式存储系统）中进行编程。此外，还涉及了基本通信操作、稠密矩阵运算、线性方程组求解和快速傅里叶变换等数值计算相关的并行算法。最后，讲解了并行程序设计环境和工具，这对于开发和调试并行应用程序至关重要。 这份讲义全面地介绍了并行计算领域的核心概念和关键技术，对于理解并行计算的原理和实践具有很高的价值。