CUDA编程入门与实战指南：高性能计算关键

《CUDA编程：基础与实践》是一本由樊哲勇撰写的专著，旨在指导读者理解和掌握CUDA这一流行的GPU高性能计算开发工具。该书主要针对高等院校理工科专业的本科生和研究生，以及对CUDA编程感兴趣的人员。CUDA是图形处理器（GPU）上进行并行计算的核心技术，它将传统的CPU计算扩展到GPU，实现了异构计算在高性能计算领域的广泛应用。 全书共分为14章，前12章为必读内容，逐步深入地介绍了CUDA编程的基础要素。首先，第一章概述了GPU硬件和CUDA软件开发工具，让读者了解CUDA开发环境的基本构成。第二章至第四章分别讲解了CUDA中的线程组织、程序的基本框架和错误检测机制，这些都是理解并行计算的基础。第五章探讨了关键的GPU加速条件，如数据并行性和适配硬件特性。 第六至第八章聚焦于内存组织，介绍了如何有效利用CUDA的不同内存类型，如全局内存、共享内存和局部内存，这对于优化程序性能至关重要。第九章涉及原子函数，这是处理并行编程中同步和互斥操作的重要概念。第十章进一步讨论了线程束内的基本函数，以及如何组织和管理线程群。第十一章介绍了CUDA流，这是一种调度和控制多任务执行的方式。最后，第十二章介绍了统一内存，它是现代CUDA架构中的一个重要特性，用于简化内存访问和提高效率。 后两章则作为选读内容，第十三章通过实战案例，引导读者将所学知识应用于实际项目，比如分子动力学模拟。而第十四章则讲解了一些CUDA库的使用，如Thrust、cuBLAS、cuSolver和cuRAND，这些库提供了高级的数学运算和算法支持，能帮助开发者更高效地编写高性能代码。 作者樊哲勇博士，凭借其在计算凝聚态物理领域的研究背景，不仅自身深入学习并掌握了CUDA编程，还将其应用于分子动力学模拟等多个计算物理问题的研究中，发表了多篇相关论文。通过本书，读者不仅能学习CUDA编程技巧，还能了解到其在高性能计算领域的广阔应用前景。 《CUDA编程：基础与实践》是一本理论与实践结合的教程，对于希望进入GPU编程或高性能计算领域的学习者来说，无论是初学者还是有一定经验的开发者，都具有很高的参考价值。通过跟随书中的实例和理论，读者可以逐步掌握CUDA编程的艺术，打开高性能计算的大门。