多核編程

前言

　　計(jì)算機(jī)從誕生開始，人們就沒(méi)有停止過(guò)對(duì)其性能提升的要求。而計(jì)算機(jī)的性能是通過(guò)CPU的性能衡量的。以往CPU廠商主要通過(guò)提高時(shí)鐘頻率的辦法保證CPU性能的提升，但僅僅提高單核芯片的速度會(huì)產(chǎn)生過(guò)多熱量且無(wú)法帶來(lái)相應(yīng)的性能改善，即便是沒(méi)有熱量問(wèn)題，其性價(jià)比也令人難以接受。因此通過(guò)持續(xù)地提高單核的時(shí)鐘頻率提升計(jì)算性能的方法不是行之有效、長(zhǎng)期的策略。人們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)讓CPU發(fā)揮更大的效率，應(yīng)該在一定時(shí)間內(nèi)讓CPU完成更多的任務(wù)，因此并行化成為提高CPU性能的新思路?！　∧壳盁o(wú)論是臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、服務(wù)器還

內(nèi)容概要

目前無(wú)論是臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、服務(wù)器還是嵌入式應(yīng)用平臺(tái)和移動(dòng)平臺(tái)都采用多核處理器。多核已經(jīng)成為處理器架構(gòu)的主體，由此對(duì)操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件提出更多的要求。原有的串行化編程模式在多核平臺(tái)上不再適用，取而代之的是一種并行化編程模式。    大連東軟信息學(xué)院從2007年開始講授多核編程課程。在教學(xué)過(guò)程中，多核課程組不斷地完善和擴(kuò)充多核編程的教學(xué)內(nèi)容，多次參加英特爾多核研討會(huì)，和英特爾專家共同研討確立注重實(shí)踐能力培養(yǎng)的課程架構(gòu)，并在教學(xué)實(shí)施中，對(duì)多核編程內(nèi)容進(jìn)行分析、分解和組合。在此基礎(chǔ)上，大連東軟信息學(xué)院多核課程組和英特爾公司豹技術(shù)專家共同編寫了本教程。    本教程以并行化程序開發(fā)流程為主線，按照問(wèn)題描述、分解模式確定、選擇并行化編程模核編程的基本思想和基本方法。本教程的主要特色在于由資深韻企業(yè)工程師和具有多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師共同編寫，堅(jiān)持“工學(xué)結(jié)合”的指導(dǎo)思想，既有理論上的系統(tǒng)性，同時(shí)具有實(shí)踐上的應(yīng)用性，充分體現(xiàn)了面向應(yīng)用、注重實(shí)踐的教學(xué)要求。

書籍目錄

第1章 多核體系結(jié)構(gòu)與計(jì)算能力的提升  1.1 計(jì)算能力的演進(jìn)  1.2 并行計(jì)算    1.2.1 并行計(jì)算思想    1.2.2 并行計(jì)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(shí)多線程（SMT）    1.3.4 單芯片多處理器（CMP）  1.4 多核處理器的架構(gòu)與并行化程序設(shè)計(jì)第2章 并行化程序設(shè)計(jì)方法  2.1 并行化程序開發(fā)流程  2.2 并行化程序設(shè)計(jì)綜述    2.2.1 并行化程序設(shè)計(jì)    2.2.2 并行編程模型選擇    2.2.3 性能調(diào)優(yōu)第3章 問(wèn)題描述與并行算法設(shè)計(jì)  3.1 問(wèn)題描述  3.2 可并行性  3.3 分解模式  3.4 相關(guān)性分析  3.5 數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)    3.5.1 數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生的原因    3.5.2 解決數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)的方法  3.6 并行算法設(shè)計(jì)模式    3.6.1 任務(wù)并行模式    3.6.2 分治模式    3.6.3 幾何模式    3.6.4 流水線模式    3.6.5 算法模式的選擇第4章 Windows APl多線程編程  4.1 Windows線程庫(kù)介紹  4.2 Windows APl的基本使用    4.2.1 內(nèi)核對(duì)象    4.2.2 線程管理    4.2.3 簡(jiǎn)單的例子  4.3 Windows API的線程同步    4.3.1 臨界區(qū)    4.3.2 事件    4.3.3 信號(hào)量  4.4 線程池  4.5 綜合案例第5章 OpenMP多線程編程  5.1 OpenMP編程簡(jiǎn)介    5.1.1 OpenMP編程的發(fā)展史    5.1.2 OpenMP編程基礎(chǔ)    5.1.3 編譯環(huán)境的搭建  5.2 OpenMP的基本用法    5.2.1 線程的創(chuàng)建    5.2.2 針對(duì)for循環(huán)的并行化  5.3 數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)    5.3.1 數(shù)據(jù)的共享與私有化    5.3.2 有效的數(shù)據(jù)規(guī)約    5.3.3 線程同步  ……第6章 并行化程序性能調(diào)優(yōu)《多核編程》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 多核體系結(jié)構(gòu)與計(jì)算能力的提升　　1946年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生，六十多年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。人們對(duì)計(jì)算機(jī)性能的要求越來(lái)越高，因而也帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展和計(jì)算性能的不斷提高。而計(jì)算機(jī)的性能通常是通過(guò)CPU的性能來(lái)衡量的，以往CPU廠商主要通過(guò)提高時(shí)鐘頻率的辦法保證CPU性能的提升。隨著CPU的時(shí)鐘頻率越來(lái)越高，采用這種提高性能的方式也帶來(lái)很多副作用，例如過(guò)度的能量消耗和過(guò)熱以及增加存儲(chǔ)器等待時(shí)間等等，這種方式往往會(huì)受到制造工藝的限制以及成本過(guò)高的制約，因此依靠持續(xù)地提高

編輯推薦

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