5、Python 新手的并行编程入门指南

Python 新手的并行编程入门指南

1. 并行编程的学习思路

将并行编程视为学习各类计算机科学主题的补充媒介，是在不牺牲大量传统内容的情况下学习并行编程的有效方法。虽然这需要一些基本的背景知识，但掌握这些基础知识后，就可以将并行编程与传统的计算机科学学习方法结合起来。关键在于，这样做无需大幅删减其他材料，而是通过并行编程这一媒介来学习其他内容。

2. 课程材料的特点与使用

课程材料包含许多示例，每个示例都配有解释和在课程中讲解的提示，同时还列出了“关键思想”。在课堂上展示示例后，让学生花时间写下他们认为该示例的关键思想，然后与全班分享。这一过程虽然会占用额外的课堂时间，且对教师来说可能显得重复，但从长远来看是值得的，因为学生能更好地掌握材料，为后续学习做好准备，减少复习先决概念的时间。

课程材料分为课堂讲解示例和课堂练习两部分，力求在两者之间取得平衡。通过练习让学生积极参与，同时通过讲解提供足够的支持。练习假定学生在课堂上可以使用计算机，但也可以改编为纸笔练习或全班协作活动。

3. 进程的基本概念

在进行编程之前，简要了解进程的概念很有必要。进程是正在运行的程序，它维护着当前指令和数据。在单核处理器上，一次实际上只有一个进程在运行。操作系统通过快速的上下文切换在不同进程之间切换，给人一种多个进程同时执行的错觉，这种资源共享方式就是并发的一个例子。例如，在 Windows 系统中，通过 Ctrl - Alt - Delete 打开任务管理器查看正在运行的进程列表，就能直观地感受这一机制。

与之不同的是，多核处理器可以真正同时执行多个进程（受核心数量限制），从而实现真正的并行。