多核应用程序设计

本书以多核技术为主题，主要介绍当代多核技术，多核应用编程原理与方法。本书将帮助你了解编写多核系统的应用程序涉及的难点，使你能写出正确、性能优越，且适合扩展为在多个处理器核上运行的应用程序。

第1章并行计算机体系结构
1.1并行计算
1.2计算机体系结构分类方法
1.2.1弗林分类
1.2.2SIMD系统结构
1.2.3MIMD系统结构
1.3共享存储器系统
1.3.1共享存储器系统结构
1.3.2高速缓存一致性
1.3.3共享存储器编程模式
1.4消息传递系统
1.4.1消息传递系统结构
1.4.2互联网络
1.4.3交换机制
1.4.4消息传递系统编程模式
1.5本章小结
习题
第2章多核构架
2.1多核技术
2.2多核芯片
2.3多核中的并行性
2.4多核处理器的Cache结构
2.5本章小结
习题
第3章并行模式与并行编程语言
3.1进程与线程
3.2通信
3.2.1同步与互斥
3.2.2聚集
3.3并行编程风范
3.4并行编程模型与并行语言
3.6共享存储器编程
3.6.1ANSIx3H5共享存储器模型
3.6.2POSIX线程模型
3.6.3OpenMP标准
3.7消息传递编程
3.7.1PVM并行编程
3.7.2MPI并行编程
3.8数据并行编程
3.9性能分析
3.9.1加速比
3.9.2Amdahl定律
3.10本章小结
习题
第4章MPI并行程序设计
4.1MPI基本编程
4.2点对点通信
4.2.1阻塞通信
4.2.2非阻塞通信
4.3MPI预定义数据类型
4.4通信模式
4.4.1标准通信模式
4.4.2缓存通信模式
4.4.3同步通信模式
4.4.4就绪通信模式
4.5集合通信
4.5.1组通信的消息通信功能
4.5.2广播
4.5.3收集
4.5.4散发
4.5.5组收集
4.5.6全互换
4.5.7同步
4.5.8归约
4.5.9组归约
4.5.10扫描
4.5.11用户自定义归约操作
4.6对等模式和主从模式
4.7非阻塞通信
4.7.1非阻塞发送和接收
4.7.2非阻塞通信的完成
4.7.3非阻塞通信对象
4.7.4消息到达的检查
4.8重复非阻塞通信
4.9进程组的管理
4.10通信组的管理
4.1l虚拟进程拓扑
4.11.1笛卡尔拓扑
4.11.2图拓扑
4.12本章小结
习题
第5章POSIX并行程序设计
5.1进程、线程和Pthreads
5.2创建线程
5.3线程同步
5.3.1临界区
5.3.2互斥锁
5.3.3条件变量
5.3.4信号量
5.3.5路障
5.3.6读写锁
5.4生产者消费者问题
5.4.1使用条件变量解决生产者消费者问题
5.4.2使用信号量解决生产者消费者问题
5.5POSIX线程优先级
5.6多进程编程
5.6.1在进程之间共享内存
5.6.2在进程之间共享信号量
5.6.3消息队列
5.6.4管道
5.7本章小结
习题
第6章OpenMP并行程序设计
6.1OpenMP编程基础
6.2并行域
6.2.1parallel
6.2.2for指令
6.2.3循环依赖
6.2.4sections结构
6.2.5simd结构
6.2.6single结构
6.3数据处理环境
6.3.1private子句
6.3.2firstprivate子句
6.3.3lastprivate子句
6.3.4threadprivate指令
6.3.5shared子句
6.3.6reduction子句
6.3.7if子句
6.3.8copyin子句
6.3.9copyprivate子句
6.3.10default子句
6.4线程同步
6.4.1critical指令
6.4.2atomic指令
6.4.3barrier指令
6.4.4nowait子句
6.4.5master指令
6.4.6ordered指令
6.4.7flush指令
6.4.8互斥锁函数
6.5任务调度
6.5.1static调度
6.5.2dynamic分配
6.5.3guided调度
6.5.4auto调度
6.5.5runtime调度
6.6本章小结
习题
第7章JaVa并行程序设计
7.1线程
7.1.1创建线程
7.1.2线程优先级
7.1.3线程的状态
7.I.4Daemon线程
7.1.5中断
7.1.6线程池
7.2线程间通信
7.2.1volatile和synchronized关键字
7.2.2wait、notify和notifyAll方法
7.2.3管道机制
7.3Java线程同步
7.3.1锁
7.3.2读写锁
7.3.3CountDownLatch类
7.3.4路障
7.3.5条件变量
7.3.6信号量
7.4Fork/Join
7.5本章小结
习题
第8章Windows多线程并行程序设计
8.1创建线程
8.2Windows线程同步
8.2.1临界区
8.2.2互斥锁
8.2.3轻量级读写锁
8.2.4信号量
8.2.5条件变量
8.2.6事件
8.3管道机制
8.4变量的原子更新
8.5线程优先级
8.6本章小结
习题
参考文献
附录AMPI函数调用
附录BOpenMP指令和库函数
附录CPOSIX线程库函数
附录DJava多线程常用方法
附录EWindows多线程常用方法