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內(nèi)容簡介

　　本書由Intel的三位并行計算專家聯(lián)合撰寫，注重實踐方法而非理論闡釋，從問題分析伊始便引入并行思維，而非基于串行的思維定式。全書囊括了并行程序設(shè)計中通用且實用的編程模式，圍繞IntelTBB和CilkPlus兩個主要模型給出了大量示例，幫助讀者學(xué)會編寫高效的、結(jié)構(gòu)化的、可維護的程序。本書可作為高年級本科生和研究生并行計算課程的理論教材或?qū)嶒瀰⒖假Y料，也可供從事并行編程的程序員參考。

作者簡介

　　：作者簡介：邁克爾·麥庫爾（Michael McCool） Intel公司軟件架構(gòu)師，滑鐵盧大學(xué)兼職副教授。阿奇·D. 羅賓遜（Arch D. Robison） Intel公司線程構(gòu)建塊架構(gòu)師，KAI C++首席程序員。仁達敬（James Reinders） Intel公司高級工程師，并行編程布道師，并行工具首席發(fā)言人。：譯者簡介：于策，天津大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授，NAOC-TJU天文信息技術(shù)聯(lián)合研究中心主任，曾參與中國第32次南極科考。

圖書目錄

目　　錄
Structured Parallel Programming: Patterns for Efficient Computation
譯者序
前言
寫在前面
第1章　導(dǎo)論 1
1.1　并行思維 2
1.2　性能 3
1.3　動機：無處不在的并行 6
1.3.1　硬件發(fā)展推進并行化 6
1.3.2　并行化的歷史趨勢 8
1.3.3　顯式并行編程的需求 12
1.4　基于模式的結(jié)構(gòu)化編程 15
1.5　并行編程模型 16
1.5.1　理想特征 16
1.5.2　用抽象代替具體 17
1.5.3　規(guī)則數(shù)據(jù)并行 18
1.5.4　可組合性 21
1.5.5　功能可移植性 21
1.5.6　性能可移植性 22
1.5.7　安全性、確定性和可維護性 22
1.5.8　編程模型概述 23
1.5.9　何時使用模型 28
1.6　本書的結(jié)構(gòu) 29
1.7　小結(jié) 29
第2章　背景知識 31
2.1　名詞和符號 31
2.2　策略 31
2.3　機制 33
2.4　計算機模型 35
2.4.1　計算機模型概述 35
2.4.2　影響性能的關(guān)鍵因素 39
2.4.3　Flynn分類法 41
2.4.4　革新 42
2.5　性能理論 43
2.5.1　延遲和吞吐量 44
2.5.2　加速比、效率和可擴展性 44
2.5.3　功耗 45
2.5.4　Amdahl定律 46
2.5.5　Gustafson-Barsis定律 48
2.5.6　工作量–跨度模型 49
2.5.7　漸近復(fù)雜度 51
2.5.8　漸近加速比和漸近效率 52
2.5.9　Little公式 53
2.6　并行陷阱 54
2.6.1　競態(tài)條件 54
2.6.2　互斥和鎖 55
2.6.3　死鎖 56
2.6.4　擴展性抑制 57
2.6.5　局部性不足 57
2.6.6　負載不均衡 58
2.6.7　額外開銷 58
2.7　小結(jié) 59
第一部分　模式
第3章　模式概述 62
3.1　嵌套模式 63
3.2　結(jié)構(gòu)化串行控制流模式 64
3.2.1　序列 64
3.2.2　選擇 65
3.2.3　迭代 66
3.2.4　遞歸 68
3.3　并行控制模式 68
3.3.1　Fork-Join 68
3.3.2　映射 68
3.3.3　模板 69
3.3.4　歸約 70
3.3.5　掃描 71
3.3.6　遞推 73
3.4　串行數(shù)據(jù)管理模式 74
3.4.1　隨機讀寫 74
3.4.2　棧分配 74
3.4.3　堆分配 75
3.4.4　閉包 75
3.4.5　對象 75
3.5　并行數(shù)據(jù)管理模式 76
3.5.1　打包 76
3.5.2　流水線 76
3.5.3　幾何分解 77
3.5.4　聚合 78
3.5.5　散發(fā) 78
3.6　其他并行模式 79
3.6.1　超標量序列 79
3.6.2　期貨 80
3.6.3　投機選擇 80
3.6.4　工作堆 81
3.6.5　搜索 81
3.6.6　切片 81
3.6.7　展開 81
3.6.8　分類歸約 82
3.6.9　項圖重寫 83
3.7　非確定性模式 83
3.7.1　分支限界 83
3.7.2　事務(wù) 84
3.8　編程模型對模式的支持 84
3.8.1　Cilk Plus 86
3.8.2　線程構(gòu)建塊 87
3.8.3　OpenMP 88
3.8.4　陣列構(gòu)建塊 89
3.8.5　OpenCL 90
3.9　小結(jié) 91
第4章　映射 92
4.1　概述 93
4.2　帶縮放系數(shù)的向量加法 94
4.2.1　問題描述 94
4.2.2　串行實現(xiàn) 95
4.2.3　TBB實現(xiàn) 96
4.2.4　Cilk Plus實現(xiàn) 96
4.2.5　使用數(shù)組符號的Cilk Plus實現(xiàn) 97
4.2.6　OpenMP實現(xiàn) 97
4.2.7　使用向量操作的ArBB實現(xiàn) 97
4.2.8　使用元素函數(shù)的ArBB實現(xiàn) 98
4.2.9　OpenCL實現(xiàn) 99
4.3　芒德布羅分形圖 100
4.3.1　問題描述 100
4.3.2　串行實現(xiàn) 100
4.3.3　TBB實現(xiàn) 101
4.3.4　Cilk Plus實現(xiàn) 101
4.3.5　使用數(shù)組符號的Cilk Plus實現(xiàn) 101
4.3.6　OpenMP實現(xiàn) 103
4.3.7　ArBB實現(xiàn) 103
4.3.8　OpenCL實現(xiàn) 104
4.4　映射的序列和序列的映射 105
4.5　并行模型的對比 107
4.6　相關(guān)模式 107
4.6.1　模板 107
4.6.2　工作堆 108
4.6.3　分治 108
4.7　小結(jié) 108
第5章　集合 109
5.1　歸約 109
5.1.1　計算重排序 110
5.1.2　向量化 111
5.1.3　分塊 112
5.1.4　精度 113
5.1.5　實現(xiàn) 113
5.2　映射和歸約的融合 114
5.2.1　TBB中的顯式融合 115
5.2.2　Cilk Plus中的顯式融合 115
5.2.3　ArBB中的自動融合 115
5.3　點積 115
5.3.1　問題描述 115
5.3.2　串行實現(xiàn) 116
5.3.3　SEE內(nèi)聯(lián)函數(shù)實現(xiàn) 116
5.3.4　TBB實現(xiàn) 117
5.3.5　Cilk Plus實現(xiàn) 119
5.3.6　OpenMP實現(xiàn) 120
5.3.7　ArBB實現(xiàn) 121
5.4　掃描 122
5.4.1　Cilk Plus 123
5.4.2　TBB 124
5.4.3　ArBB 124
5.4.4　OpenMP 124
5.5　映射和掃描的融合 127
5.6　積分 127
5.6.1　問題描述 128
5.6.2　串行實現(xiàn) 128
5.6.3　Cilk Plus實現(xiàn) 130
5.6.4　OpenMP實現(xiàn) 130
5.6.5　TBB實現(xiàn) 131
5.6.6　ArBB實現(xiàn) 132
5.7　小結(jié) 134
第6章　數(shù)據(jù)重組 135
6.1　聚合 135
6.1.1　常規(guī)聚合 135
6.1.2　移位 137
6.1.3　拉合 137
6.2　散發(fā) 138
6.2.1　原子散發(fā) 139
6.2.2　排列散發(fā) 139
6.2.3　歸并散發(fā) 139
6.2.4　優(yōu)先散發(fā) 140
6.3　將散發(fā)轉(zhuǎn)換為聚合 140
6.4　打包 141
6.5　映射和打包的融合 142
6.6　幾何分解和分區(qū) 143
6.7　結(jié)構(gòu)的數(shù)組和數(shù)組的結(jié)構(gòu) 145
6.8　小結(jié) 148
第7章　模板和遞推 149
7.1　模板 149
7.2　用移位實現(xiàn)模板 151
7.3　針對緩存的分塊式模板 151
7.4　模板通信優(yōu)化 152
7.5　遞推 153
7.6　小結(jié) 155
第8章　Fork-Join