多核程序設(shè)計(jì)

第1章 多核技術(shù)導(dǎo)論
1.1 微處理器發(fā)展史
1.1.1 計(jì)算機(jī)與微處理器
1.1.2 4位、8位與16位微處理器
1.1.3 32位微處理器
1.2 并行計(jì)算機(jī)
1.2.1 并行處理思想與弗林分類(lèi)
1.2.2 超級(jí)計(jì)算機(jī)
1.3 超大規(guī)模集成電路與系統(tǒng)芯片發(fā)展
1.3.1 超大規(guī)模集成電路技術(shù)
1.3.2 系統(tǒng)芯片
1.4 片上多核處理器架構(gòu)
1.4.1 多核芯片
1.4.2 片上多核處理器體系結(jié)構(gòu)
1.4.3 典型多核芯片架構(gòu)
1.5 芯片組對(duì)多核的支持
1.5.1 固件
1.5.2 EFI對(duì)多核支持
1.6 操作系統(tǒng)對(duì)多核處理器的支持方法
1.6.1 調(diào)度與中斷
1.6.2 輸入輸出系統(tǒng)
1.6.3 存儲(chǔ)管理與文件系統(tǒng)
1.6.4 虛擬化技術(shù)
1.6.5 典型的支持多核的操作系統(tǒng)
本章小結(jié)
第2章 并行計(jì)算基礎(chǔ)
2.1 并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)
2.1.1 多級(jí)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)
2.1.2 并行計(jì)算機(jī)訪(fǎng)存模型
2.2 并行計(jì)算模型
2.2.1 SIMD同步并行計(jì)算模型
2.2.2 MIMD異步并行計(jì)算模型
2.3 進(jìn)程
2.3.1 進(jìn)程
2.3.2 進(jìn)程間通信
2.3.3 影響通信系統(tǒng)性能的因素
2.4 線(xiàn)程
2.5 并行編程環(huán)境
2.6 編程語(yǔ)言與編譯器
2.6.1 自動(dòng)并行
2.6.2 HPF：數(shù)據(jù)并行編程
2.6.3 OpenMP：共享存儲(chǔ)并行編程
2.6.4 小結(jié)
2.7 并行計(jì)算性能評(píng)測(cè)
2.7.1 并行程序執(zhí)行時(shí)間
2.7.2 加速比性能定律
2.7.3 并行程序性能評(píng)價(jià)方法
2.7.4 程序性能優(yōu)化
2.8 常用并行數(shù)值算法
2.8.1 并行矩陣乘法
2.8.2 線(xiàn)性代數(shù)方程組并行求解方法
2.8.3 快速傅里葉變換
2.9 并行編譯器
2.9.1 流分析
2.9.2 代碼優(yōu)化
2.9.3 代碼生成
本章小結(jié)
第3章 線(xiàn)程的基本概念
3.1 多線(xiàn)程的概念
3.2 用戶(hù)級(jí)線(xiàn)程和內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程
3.3 多線(xiàn)程的映射模型
3.4 線(xiàn)程的生命周期
3.5 多線(xiàn)程環(huán)境下的進(jìn)程控制語(yǔ)義
3.6 線(xiàn)程的同步
3.6.1 互斥量
3.6.2 信號(hào)量
3.6.3 條件變量
3.6.4 鎖的粒度
3.6.5 死鎖、餓死與活鎖
本章小結(jié)
第4章 Windows多線(xiàn)程編程及調(diào)優(yōu)
4.1 Windows線(xiàn)程庫(kù)介紹
4.2 使用Win32線(xiàn)程API
4.2.1 線(xiàn)程創(chuàng)建
4.2.2 線(xiàn)程管理
4.2.3 線(xiàn)程終結(jié)
4.2.4 Win32多線(xiàn)程的實(shí)現(xiàn)
4.3 線(xiàn)程執(zhí)行和資源存取
4.3.1 Win32線(xiàn)程同步的實(shí)現(xiàn)
4.3.2 MFC線(xiàn)程同步的實(shí)現(xiàn)
4.3.3 Net Framework線(xiàn)程同步的實(shí)現(xiàn)
4.4 多線(xiàn)程調(diào)試與優(yōu)化技術(shù)
4.4.1 調(diào)試器中的數(shù)據(jù)
4.4.2 跟蹤點(diǎn)/斷點(diǎn)
4.4.3 線(xiàn)程命名
4.4.4 調(diào)試多線(xiàn)程程序
4.4.5 調(diào)試與優(yōu)化工具
本章小結(jié)
第5章 Linux多線(xiàn)程編程
5.1 POSIX線(xiàn)程庫(kù)Pthreads介紹
5.2 POSIX Pthreads庫(kù)提供的基本線(xiàn)程的操作
5.2.1 線(xiàn)程的創(chuàng)建
5.2.2 線(xiàn)程的退出
5.2.3 等待線(xiàn)程結(jié)束
5.2.4 線(xiàn)程的分離
5.2.5 獲得當(dāng)前線(xiàn)程標(biāo)志
5.2.6 使用Pthreads基本函數(shù)編寫(xiě)的一個(gè)程序
5.3 線(xiàn)程的屬性
5.4 線(xiàn)程互斥和同步
5.4.1 mutex
5.4.2 條件變量
5.4.3 線(xiàn)程的撤銷(xiāo)
5.4.4 POSIX信號(hào)量
5.4.5 線(xiàn)程和信號(hào)處理
5.5 使用GDB調(diào)試線(xiàn)程以及線(xiàn)程的調(diào)優(yōu)
5.6 使用Pthreads庫(kù)的綜合例子
本章小結(jié)
第6章 OpenMP多線(xiàn)程編程及性能優(yōu)化
6.1 OpenMP編程簡(jiǎn)介
6.1.1 OpenMP多線(xiàn)程編程發(fā)展概況
6.1.2 OpenMP多線(xiàn)程編程基礎(chǔ)
6.1.3 使用Microsoft Visual Studio.Net 2005編寫(xiě)OpenMP程序
6.1.4 小結(jié)
6.2 OpenMP多線(xiàn)程應(yīng)用程序編程技術(shù)
6.2.1 循環(huán)并行化
6.2.2 并行區(qū)域編程
6.2.3 線(xiàn)程同步
6.3 OpenMP多線(xiàn)程應(yīng)用程序性能分析
6.3.1 影響性能的主要因素
6.3.2 OpenMP程序性能分析實(shí)例
本章小結(jié)
第7章 MPI編程及性能優(yōu)化
7.1 MPI簡(jiǎn)介
7.1.1 MPI及其歷史
7.1.2 典型MPI實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)介
7.1.3 MPI程序特點(diǎn)
7.1.4 本章內(nèi)容組織
7.2 MPICH的安裝和配置
7.2.1 在Linux上安裝和配置MPICH
7.2.2 在Windows上安裝MPICH2
7.3 MPI編程基礎(chǔ)
7.3.1 簡(jiǎn)單的MPI程序示例
7.3.2 MPI程序的4個(gè)基本函數(shù)
7.3.3 MPI的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信
7.3.4 消息管理7要素
7.3.5 統(tǒng)計(jì)時(shí)間
7.3.6 錯(cuò)誤管理
7.3.7 小結(jié)
7.4 MPI群集通信
7.4.1 同步
7.4.2 廣播
7.4.3 聚集
7.4.4 播撒
7.4.5 擴(kuò)展的聚集和播撒操作
7.4.6 全局交換
7.4.7 規(guī)約與掃描
7.4.8 簡(jiǎn)單示例
7.4.9 小結(jié)
7.5 MPI性能分析與優(yōu)化舉例
7.5.1 通信開(kāi)銷(xiāo)的測(cè)試
7.5.2 選取計(jì)算粒度
7.5.3 聚合消息
7.5.4 解決負(fù)載均衡問(wèn)題
7.5.5 小結(jié)
本章小結(jié)
第8章 多核軟件工具介紹
8.1 C++編譯器
8.1.1 編譯器對(duì)多核的支持
8.1.2 C++編譯器實(shí)驗(yàn)
8.2 VTune性能分析器
8.2.1 性能分析器功能與使用方法
8.2.2 性能分析器實(shí)驗(yàn)
8.3 MKL數(shù)學(xué)核心函數(shù)庫(kù)
8.3.1 MKL數(shù)學(xué)核心函數(shù)庫(kù)功能與特性
8.3.2 MKL數(shù)學(xué)核心函數(shù)庫(kù)性能
8.3.3 MKL數(shù)學(xué)核心函數(shù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)
8.4 Thread Checker線(xiàn)程檢查器
8.4.1 線(xiàn)程檢查器功能與使用
8.4.2 線(xiàn)程檢查器實(shí)驗(yàn)
8.5 Thread Profiler線(xiàn)程檔案器
8.5.1 線(xiàn)程檔案器的功能與使用
8.5.2 線(xiàn)程檔案器實(shí)驗(yàn)
參考文獻(xiàn)