高效计算模式:结构化并行编程

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"Structured Parallel Programming - Patterns for Efficient Computation 是一本由Michael McCool、Arch D. Robison和James Reinders合著的书籍,被Intel推荐,主要关注并行编程的模式和高效计算方法。" 该书深入探讨了结构化并行编程的概念,旨在帮助读者理解和应用并行计算的策略,以提高程序的效率。在当今多核处理器和GPU(图形处理单元)普遍存在的时代,了解并行编程已成为提升软件性能的关键。这本书通过介绍一系列的编程模式,使开发者能够有效地利用硬件资源,实现并行计算的优势。 作者们在书中详细讲解了以下关键知识点: 1. **并行计算基础**:首先,书中会介绍并行计算的基本概念,包括并行性类型(数据并行、任务并行)、并行计算的挑战(如同步、通信、负载均衡)以及并行计算模型(如OpenMP、MPI和CUDA)。 2. **并行编程模式**:书中将详细阐述各种结构化的并行编程模式,如Map、Reduce、Filter、Scan等,这些模式在并行计算中广泛应用,有助于编写可扩展且易于维护的代码。 3. **并行算法设计**:书中的内容可能涵盖如何将串行算法转化为并行算法,包括分治法、动态调度和流水线等策略,以最大限度地提高计算效率。 4. **并发控制与同步**:书中会讨论如何处理并发中的数据一致性问题,如使用锁、信号量、条件变量等同步机制,以及无锁编程和事务内存等高级技术。 5. **并行性能分析与优化**:读者将学习如何评估并行程序的性能,使用性能分析工具,以及如何根据性能数据进行代码优化。 6. **硬件平台与编程接口**:针对Intel推荐的背景,书可能特别关注多核CPU和Intel的并行编程接口,如Intel Threading Building Blocks (TBB) 和OpenMP。 7. **案例研究与实践**:书中可能会包含实际项目案例,展示如何将所学的并行编程模式应用于实际工程中,帮助读者将理论知识转化为实际技能。 通过学习《Structured Parallel Programming》,读者可以掌握并行编程的理论知识和实践经验,为开发高性能计算应用打下坚实基础。这不仅对个人职业发展有益,也是满足现代计算需求的必备技能。