多核多線程技術(shù)

內(nèi)容概要

　　本教材按照多核程序開發(fā)流程的六個步驟：項目描述、可并行性分析、確定分解模式、設(shè)計并行算法、選取編程模型和程序優(yōu)化展開，包括四章內(nèi)容：
第1章簡單回顧從流水線、超標(biāo)量到并行計算對計算能力的提升，詳細(xì)介紹了多線程技術(shù)以及目前多核處理器的架構(gòu)和多核程序的設(shè)計方法。多核程序開發(fā)流程為初學(xué)者進(jìn)行多核程序的設(shè)計與實現(xiàn)提供了一種有效的方法和思路。
第2章系統(tǒng)地介紹了Windows線程庫。詳細(xì)闡述了利用Windows多線程API創(chuàng)建線程、管理線程以及實現(xiàn)線程同步的方法。
第3章介紹了OpenMP編程模型的編程方法。包括OpenMP編譯環(huán)境的搭建，OpenMP編譯指導(dǎo)的使用，以及運行時庫函數(shù)的功能等內(nèi)容。
第4章首先介紹了衡量并行程序性能的指標(biāo)，然后介紹如何利用Intel Parallel
Studio的工具測量程序得到其性能指標(biāo)，以及找到程序瓶頸并改進(jìn)程序的方法。
為了便于教師授課，我們提供了每章的電子課件，這些電子課件也融合了我們多核多線程技術(shù)課程講授的教學(xué)方法和手段。

書籍目錄

第1章多核程序設(shè)計基礎(chǔ)
1.1計算能力的演進(jìn)
1.2并行計算
1.2.1并行計算思想
1.2.2并行計算機(jī)的分類
1.3多線程技術(shù)
1.3.1線程概念回顧
1.3.2傳統(tǒng)多線程
1.3.3同時多線程(SMT)
1.4多核處理器的架構(gòu)與多核程序設(shè)計
1.5多核程序開發(fā)流程
1.5.1多核程序設(shè)計
1.5.2編程模型與實現(xiàn)
1.5.3性能調(diào)優(yōu)
本章小結(jié)
習(xí)題
第2章Windows API多線程編程模型
導(dǎo)引項目: 生產(chǎn)者—消費者問題
2.1Windows線程庫介紹
2.2Windows API的基本使用
2.2.1內(nèi)核對象
2.2.2線程管理
2.2.3簡單的例子
2.3Windows API的線程同步
2.3.1臨界區(qū)
2.3.2事件
2.3.3信號量
2.4線程池
2.5生產(chǎn)者—消費者問題的實現(xiàn)
本章小結(jié)
習(xí)題
項目訓(xùn)練：Windows API多線程編程
模塊一：基礎(chǔ)模塊
模塊二：臨界區(qū)模塊
模塊三：事件模塊
模塊四：信號量模塊
第3章OpenMP多線程編程模型
目錄導(dǎo)引項目:基于OpenMP的圓周率計算
3.1OpenMP編程簡介
3.1.1OpenMP編程基礎(chǔ)
3.1.2編譯環(huán)境的搭建
3.2OpenMP的基本用法
3.2.1線程的創(chuàng)建
3.2.2針對for循環(huán)的并行化
3.3數(shù)據(jù)競爭
3.3.1數(shù)據(jù)的共享與私有化
3.3.2有效的數(shù)據(jù)規(guī)約
3.3.3線程同步
3.4線程的調(diào)度優(yōu)化
3.4.1static調(diào)度策略
3.4.2dynamic調(diào)度策略
3.4.3guided調(diào)度策略
3.4.4runtime調(diào)度策略
3.4.5對比分析
3.5其他常用編譯指導(dǎo)子句
3.5.1sections與section子句
3.5.2single子句
3.5.3master子句
3.6OpenMP的常用庫函數(shù)
3.7OpenMP多線程程序的性能分析
3.7.1OpenMP并行化的開銷
3.7.2負(fù)載均衡
3.7.3線程同步開銷
3.8基于OpenMP的PI計算項目的實現(xiàn)
3.9求有限區(qū)間內(nèi)素數(shù)個數(shù)的項目實現(xiàn)
本章小結(jié)
習(xí)題
項目訓(xùn)練：OpenMP多線程編程
模塊一：基礎(chǔ)模塊
模塊二：數(shù)值積分計算Pi值
模塊三：Monte Carlo計算Pi值
第4章多核程序性能調(diào)優(yōu)
導(dǎo)引項目:基于Intel Parallel Studio工具的質(zhì)數(shù)個數(shù)查找調(diào)優(yōu)
4.1并行化程序性能指標(biāo)
4.1.1加速比和效率
4.1.2Amdahl定律
4.1.3粒度
4.1.4負(fù)載平衡
4.2Intel Parallel Studio工具
4.2.1Intel Parallel Studio概述
4.2.2Intel Parallel Composer
4.2.3Intel Parallel Inspector
4.2.4Intel Parallel Amplifier
4.3性能優(yōu)化方法
4.3.1性能優(yōu)化定義
4.3.2不同級別的性能優(yōu)化
4.3.3性能優(yōu)化循環(huán)
4.3.4并行應(yīng)用性能優(yōu)化方法
4.3.5常用優(yōu)化方法
4.4多線程程序開發(fā)方法學(xué)
4.4.1程序開發(fā)及優(yōu)化周期
4.4.2程序開發(fā)優(yōu)化周期軟件工具使用
4.4.3案例分析
4.5基于Intel Parallel Studio工具的質(zhì)數(shù)
個數(shù)查找調(diào)優(yōu)項目的實現(xiàn)
本章小結(jié)
習(xí)題
項目訓(xùn)練：多線程編程綜合實踐項目
附錄1教學(xué)設(shè)計與實施方法
附錄2英特爾認(rèn)證介紹

圖書封面

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