多核程序设计1-概论
计算机操作系统 庞丽萍 阳富民 第二版 绪章课后答案
习题一1-1 存储程序式计算机的主要特点是什么？答：1.存储程序：用户将解决的问题的步骤事先告诉计算机，成为程序；2.程序控制：计算机所作的任何事情都是通过CPU执行程序来完成的。
1-2 批处理系统和分时系统各具有什么特点？为什么分时系统的响应比较快？答：批处理系统：先将程序加载到内存中然后再由CPU执行。
分时系统：分时系统是把处理机时间划分成很短的时间片（如几百毫秒）轮流地分配给各个联机作业使用，如果某个作业在分配的时间片用完之前还未完成计算，该作业就暂时中断。
分时系统由于是时间片轮转来运行程序，所以比多道处理系统响应更快。
1-3 实时系统的特点是什么？实时信息处理系统和分时系统从外表看来很相似，它们有什么本质的区别？答：实时系统的特点是快速响应。
实时系统：实时系统是指计算机对于外来信息能够在被控制对象允许的截止期限内反应的系统。
分时系统：分时系统是把处理机时间划分成很短的时间片（如几百毫秒）轮流地分配给各个联机作业使用，如果某个作业在分配的时间片用完之前还未完成计算，该作业就暂时中断。
1-4 什么是多道程序设计技术？试述多道程序运行的特征？答：多道程序设计技术是在计算机主存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，相互穿插地运行。
特征：多道——计算机主存中同时存放几道相互独立的程序；宏观上并行——同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但都未运行完毕；微观上串行——从微观上看，主存中的多道程序轮流或分时地占有处理机，交替执行。
（注：基于现在系统的发展，逐渐出现了多核CPU，所以出现了在微观上可以并行的特征）1-7 什么是操作系统？操作系统的主要特性是什么？答：操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机系统软、硬件资源的分配和管理；控制和协调并发活动；提供用户借口，使用户获得良好的工作环境。
操作系统的主要特性有：并发、共享、不确定性。
《计算机组成原理》名词解释
摩尔定律：对集成电路上可容纳的晶体管数目、性能和价格等发展趋势的预测，其主要内容是：成集电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番，性能将提高一倍，而其价格将降低一半。
主存: 计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取。
控制器：计算机的指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。
时钟周期：时钟周期是时钟频率的倒数，也称为节拍周期或T周期，是处理操作最基本的时间单位。
多核处理器：多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。
字长：运算器一次运算处理的二进制位数。
存储容量: 存储器中可存二进制信息的总量。
CPI：指执行每条指令所需要的平均时钟周期数。
MIPS：用每秒钟执行完成的指令数量作为衡量计算机性能的一个指标，该指标以每秒钟完成的百万指令数作为单位。
CPU时间：计算某个任务时CPU实际消耗的时间，也即CPU真正花费在某程序上的时间。
计算机系统的层次结构：计算机系统的层次结构由多级构成，一般分成5级，由低到高分别是：微程序设计级，机器语言级，操作系统级，汇编语言级，高级语言级。
基准测试程序：把应用程序中使用频度最高的那那些核心程序作为评价计算机性能的标准程序。
软/硬件功能的等价性：从逻辑功能的角度来看，硬件和软件在完成某项功能上是相同的，称为软/硬件功能是等价的，如浮点运算既可以由软件实现，也可以由专门的硬件实现。
固件：是一种软件的固化，其目的是为了加快软件的执行速度。
可靠性：可靠性是指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。
产品可靠性定义的要素是三个“规定”：“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。
MTTF：平均无故障时间，指系统自使用以来到第一次出故障的时间间隔的期望值。
MTTR：系统的平均修复时间。
MTBF：平均故障间隔时间，指相邻两次故障之间的平均工作时间。
可用性：指系统在任意时刻可使用的概率，可根据MTTF、MTTR和MTBF等指标计算处系统的可用性。
【计算机科学】_编程系统_期刊发文热词逐年推荐_20140726
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openmp模型 mpi/openmp ltl/ctl kriging插值 ipv6 gtk fpga cgp-wpso混合算法 ace网络编程库
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2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
科研热词 mapreduce 面向特征编程 通信顺序进程(csp) 迹模型 软件产品线 航空电子设备 自动代码生成 编程 生物医学 特征模块组装 特征依赖 查找算法 应用程序接口 并行编程 并发系统 工业过程控制 嵌入式软件系统 嵌入式系统 安全关键系统 大规模数据处理 多线程 多级索引表 多核心处理器 回答集编程(asp) 同步 可扩展 分组连接 分布式 共享接收队列 信号转换 云存储 个人数字助理 openmp infiniband etl
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
科研热词 逻辑层 语义匹配 虚拟技术 编程抽象 硬件资源 电信级以太网 物理层 混合并行计算系统 消息传递 无缝融合 并行程序设计 宣告式 多核微处理器 场景识别 图像编辑 共享缓存 信息集成 信息资源汇聚 交换芯片 xquery spread sheet
并行程序设计 课程简介
并行程序设计课程简介同学们！今天咱来聊聊“并行程序设计”这门超酷的课程哈。
一、啥是并行程序设计呀。
并行程序设计呢，简单来说，就是让多个计算任务同时进行的一种程序设计方法。
就好比咱们吃饭的时候，一边嚼着饭菜，一边还能和同桌聊聊天，这两件事儿同时干，效率不就上来了嘛。
在计算机领域里，它能充分利用计算机的多核处理器等资源，让程序跑得更快，处理能力更强。
比如说，处理一个超级大的数据集，如果用传统的串行程序，那可能得等上好长时间。
但要是用并行程序设计，把这个大任务分成好多小任务，让多个处理器同时处理这些小任务，那速度可就蹭蹭往上涨啦。
二、这门课程学些啥内容。
1. 并行编程模型。
这里面有好多好玩的模型呢。
像共享内存模型，就像是住在宿舍里，大家共用一些东西一样，多个线程可以共享同一块内存区域，方便它们之间交换数据。
还有消息传递模型，就好比咱们发微信，线程之间通过发送消息来进行通信和协作。
了解这些模型，就好像掌握了不同的沟通方式，能让程序里的各个部分更好地配合工作。
2. 并行算法设计。
这可是个关键内容哈。
要学会怎么把一个大问题拆分成好多小问题，然后让它们并行解决。
比如说排序算法，传统的排序可能一个一个比较，慢悠悠的。
但并行排序算法就可以把数据分成好几块，每块分别排序，最后再合并起来，速度就快多啦。
还有像矩阵乘法、图形处理等很多领域，都有专门的并行算法等着咱们去探索。
3. 并行编程语言和工具。
要进行并行程序设计，得有趁手的工具呀。
像C语言、C++ 里就有一些库可以用来编写并行程序，比如OpenMP，它提供了一些简单的指令，让咱们轻松就能把串行程序改成并行的。
还有像MPI（Message Passing Interface），在分布式系统里特别好用，能让不同计算机上的进程相互通信和协作。
另外，一些高级编程语言像Python也有相关的并行库，让咱们编写并行程序变得更容易。
三、为啥要学并行程序设计。
1. 提高程序性能。
C++程序设计(谭浩强完整版)
STL算法
STL算法概述
STL算法是C标准模板库中的一组 函数模板，用于对STL容器中的
数据进行操作。
STL算法的分类
STL算法可以分为排序算法和搜 索算法两类，排序算法包括sort、
stable_sort等，搜索算法包括 find、binary_search等。
STL算法的特点
STL算法具有高效、通用和易用 的特点，可以用于各种STL容器， 并且提供了多种可选的参数和功
继承与多态
总结词
继承是面向对象编程中的一个重要概念，它 允许一个类继承另一个类的属性和方法。多 态则是允许一个接口被多种数据类型实现。
详细描述
继承是面向对象编程中的一个重要概念，它 允许一个类继承另一个类的属性和方法。通 过继承，子类可以拥有父类的所有属性和方 法，并且可以扩展或覆盖父类的行为。多态 则是允许一个接口被多种数据类型实现。在 C中，多态可以通过虚函数和纯虚函数实现 ，使得子类可以以自己的方式实现父类的接
C++程序设计(谭浩强完整版)
目录
• C程序设计概述 • C基础知识 • C面向对象编程 • C标准库与STL • C高级特性 • C实践项目 • 总结与展望
01 C程序设计概述
C的发展历程
起源
C由Bjarne Stroustrup于1983年 在Bell Labs开发，作为C语言的 扩展，旨在提供面向对象编程的
05 C高级特性
内存管理
内存分配
C提供了多种内存分配方式，包括静态内存分配和动态内 存分配。静态内存分配在编译时完成，而动态内存分配在 运行时完成。
内存释放
C提供了delete和free函数来释放动态分配的内存，避免 内存泄漏。
并行程序设计导论课件
MPI（Message Passing Interface）等。
数据并行编程模型
原理 优点 缺点 常见实现
将数据划分为多个部分，在多个处理单元上并行执行相同的操作。
适用于数据密集型应用，能够充分利用多核、多线程等并行计算 资源。
编程模型较为抽象，需要一定的并行计算经验和技能。
CUDA（Compute Unified Device Architecture）、OpenCL （Open Computing Language）等。
死锁问题及其解决方法
死锁问题
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们 都将无法向前推进。
死锁解决方法
解决死锁问题可以采用预防、避免、检测和解除四种方法。其中，预防方法通过设置某些限制条件来破坏产生死 锁的四个必要条件；避免方法通过银行家算法等动态分配资源来避免死锁的发生；检测方法通过定时运行检测算 法来判断系统是否发生死锁；解除方法则通过撤销或挂起某些进程来解除已发生的死锁。
CUDA优化技巧
为了提高CUDA程序的性能，需要掌握一些优 化技巧，如内存访问优化、线程同步优化、计 算资源利用优化等。
GPU加速计算在科研领域应用案例
气候模拟与天气预报
GPU加速计算能够显著提高气候模拟和天气预报的准确性和效率，为 气象学领域的研究和应用提供支持。
石油勘探与地震数据处理
GPU加速计算在石油勘探和地震数据处理领域具有广泛应用，能够加 快数据处理速度，提高勘探效率。
生物信息学与基因测序
GPU加速计算在生物信息学和基因测序领域的应用日益增多，能够加 快基因序列比对和分析的速度，促进生物医学研究的发展。
天体物理模拟与宇宙探索
并行程序设计实验报告
并行程序设计实验报告实验报告：并行程序设计一、实验目的本实验旨在通过并行程序设计，提高程序的执行效率和性能，减少串行程序在处理大规模数据时出现的效率瓶颈。
二、实验原理1.任务划分：将大规模的任务划分成多个可并行执行的子任务。
2.任务分配：将各个子任务分配给不同的计算单元（如多线程、多进程、多核）进行处理。
3.任务合并：将各个子任务的计算结果进行合并，得到最终的结果。
三、实验内容本次实验主要涉及多线程编程和数据并行编程。
1.多线程编程多线程编程是指在一个单独的程序中同时运行多个线程，利用系统的多核资源来提高程序的执行效率。
多线程编程可以通过线程的创建、启动、运行和同步等操作来实现。
在本实验中，我们将使用C++编程语言，并利用其提供的多线程库来实现多线程编程。
具体步骤如下：（1）使用pthread库创建并启动多个线程。
（2）利用线程同步机制（如互斥锁、信号量等）保证线程的正确执行顺序和数据的正确性。
（3）通过编写并行程序，将大规模任务划分成多个子任务，并分配给不同的线程进行处理。
2.数据并行编程数据并行编程是指将大规模的数据划分成多个小块，并分配给多个计算单元（如GPU）进行并行处理。
每个计算单元都执行相同的计算操作，但操作的数据不同。
在本实验中，我们将使用CUDA平台进行数据并行编程。
（1）利用CUDA编程模型，将计算任务划分成多个线程块，并分配给不同的计算单元执行。
（2）通过编写并行程序，实现数据的划分和映射、任务的分配和协调。
四、实验结果经过多次实验，我们发现并行程序设计在处理大规模数据时能够显著提高程序的执行效率和性能。
相比于串行程序，多线程编程和数据并行编程分别提高了X%和Y%的执行速度。
同时，我们也发现在设计并行程序时，要考虑到数据的划分和映射、任务的分配和协调、线程的同步和通信等方面的问题。
这些问题对于程序的性能和正确性都有着重要的影响。
五、实验总结通过本次实验，我们了解到并行程序设计的基本原理和技术，以及它在优化程序性能和提高执行效率方面的重要作用。
【小型微型计算机系统】_多核处理器_期刊发文热词逐年推荐_20140723
推荐指数 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
2014年 科研热词 多核处理器 超文本标记语言 访存负载平衡 解析 系统吞吐量 并行算法 内核级性能监测 万维网 推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
科研热词 软件模拟 网络处理器 线程并行 投机并行多线程 并行计算 多级并行 多核处理器 基准测试 启发式算法 动态插桩 仿真测试 任务分配 事务性内存
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
科研热词 多核处理器 事务存储 非阻塞同步 隐马尔科夫模型 锁无关 自适应 置信度评估 线程级推测 类数据流驱动 硬件性能计数器 硬件事务存储 状态转换图 片上多核处理器 消隐技术 流编程模型 模拟器 栈 指令预取 并行编程 并行 嵌入式片上多处理器 实时操作系统 存储系统 复制分治 可重构 共享cache 众核处理器 任务间冲突概率 任务调度 任务图 主动推送 fpga cache感知
科研热词 多核处理器 多核 面向监控的运行时验证 遗传算法 软件分析与验证 调度 访问间隔预测 访存冲突 自适应 组相联缓存 空间相关 空间并行 确定性重放 片上多处理器 淘汰 流管理 模拟器 最后一级高速缓存 时间相关 时间并行 无效缓存路检查 数据预取 性能功耗比 性能优化 异构多核 异构 并行程序 嵌入式软件 多目标优化 多核网络处理器 多核程序设计 可编程性 动态功耗 低重用块 任务调度 任务粒度 事务存储 不匹配缓存路检测 top-k查询 openmp hash表
浙江工业大学课程安排
课程类别适用范围课程分组课程性质考核要求课程名称开课学院学分总学时考试学期讲课实验习题上机综合素质课全专业基础理论课必修课按46.5学分考核高等数学AⅠ理学院 62009/2010(1)线性代数BⅠ理学院 22010/2011(2)32概率论与数理统计BⅠ理学院 32010/2011(1)48体育Ⅰ体军部 12009/2010(1)128大学物理实验AⅡ理学院.752010/2011(1)48体育Ⅱ体军部 12009/2010(2)128体育Ⅲ体军部 12010/2011(1)128体育Ⅳ体军部 12010/2011(2)128大学物理实验AⅠ理学院.752009/2010(2)48高等数学AⅡ理学院 52009/2010(2)大学英语BⅡ外国语学院42009/2010(1)256大学物理BⅠ理学院3.52009/2010(2)112大学物理BⅡ理学院3.52010/2011(1)112工程图学CⅠ机械工程学院22009/2010(1)24 8大学英语BⅢ外国语学院42009/2010(2)256大学英语（读写译）Ⅳ外国语学院22010/2011(1)32大学英语（视听说）Ⅳ外国语学院22010/2011(1)32大学英语（读写译）Ⅴ外国语学院22010/2011(2)32大学英语（视听说）Ⅴ外国语学院22010/2011(2)32两课必修课按14学分考核形势与政策AⅠ政治与公共管理学院22011/2012(2)32中国近现代史纲要Ⅰ政治与公共管理学院22009/2010(2)32思想道德修养与法律基础Ⅰ政治与公共管理学院32009/2010(1)48马克思主义基本原理Ⅰ政治与公共管理学院32010/2011(1)48毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论政治与公共管理学院42010/2011(2)64学科基础课全专业学科必修必修课按28学分考核数据结构AⅠ计算机科学与技术学院42010/2011(1)4816离散数学Ⅰ计算机科学与技术学院32009/2010(1)96离散数学Ⅱ计算机科学与技术学院32009/2010(2)96数据库原理及应用Ⅰ计算机科学与技术学院32010/2011(2)40 8计算机科学导论Ⅰ计算机科学与技术学院12009/2010(1)16计算机网络原理(可选双语)Ⅰ计算机科学与技术学院32010/2011(2)32 16计算机组成原理(可选双语)Ⅰ计算机科学与技术学院42010/2011(2)56 8C++程计算机 4 20080 3序设计Ⅰ科学与技术学院9/2010(1)2C++程序设计Ⅱ计算机科学与技术学院32009/2010(2)8032学科限选限选课按20学分考核数字电路与数字逻辑BⅠ计算机科学与技术学院42010/2011(2)56 8自动控制原理Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(1)48电子技术基础Ⅰ计算机科学与技术学院42010/2011(1)48 16JA V A程序设计(可选双语)Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(1)3216计算机辅助设计Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(2)24 8操作系统原理(可选双语)Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(1)48Linux系统及其应用Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(2)24 8多媒体技术基础Ⅰ计算机科学与技术学院22010/2011(2)32网络程序设计Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(2)3612 计算方计算机 2 20124 8法及实现Ⅰ科学与技术学院0/2011(2)汇编语言程序设计Ⅰ计算机科学与技术学院32010/2011(2)3216人工智能导论Ⅰ计算机科学与技术学院22010/2011(2)32信息安全基础Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(2)24 8数字图像处理Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(2)32CAD系统原理与应用Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(2)24 8复变函数与积分变换Ⅰ理学院 32010/2011(1)48计算机体系结构Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(1)32无线网络原理Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(1)24 8算法分析与设计Ⅰ计算机科学与技术学院32010/2011(2)36 12专业方向课全专业专业限选限选课按6学分考核微机接口技术AⅠ计算机科学与技术学院42011/2012(1)48 16Visual 计算机 2 20124 8Studio. Net开发环境与C#程序开发Ⅰ科学与技术学院0/2011(2)计算机控制原理与应用Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(2)48数据库系统实现Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(2)24 8生物信息学导论Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(2)32MATL AB应用基础Ⅰ计算机科学与技术学院22010/2011(2)24 8数据仓库与数据挖掘Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(2)24 8软件体系结构Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(2)32软件文档写作Ⅰ计算机科学与技术学院12011/2012(2)14 2计算机图形学Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(1)3216网络规划与设计Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(2)24 8编译原理Ⅰ计算机科学与32011/240 8技术学院012 (2)软件工程Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(1)48新技术专题Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(2)32电子商务概论Ⅰ计算机科学与技术学院22010/2011(2)28 4无线传感器网络Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(2)32 16计算机控制技术Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(2)48并行计算和多核编程Ⅰ计算机科学与技术学院22011/2012(2)32软件质量保证与测试技术Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(2)32 16嵌入式系统Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(2)32 16模块A （图形方向）专业必修必修课按6学分考核虚拟现实应用技术(可选双语)Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(2)3216计算机图形学Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(1)3216模块B专必按7微机接计算机 4 20148 16（硬件方向）业必修修课学分考核口技术AⅠ科学与技术学院1/2012(1)嵌入式系统Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(2)32 16模块C （软件方向）专业必修必修课按6学分考核软件工程Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(2)48编译原理Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(2)40 8模块D （控制方向）专业必修必修课按6学分考核计算机控制系统Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(2)48计算机检测技术Ⅰ计算机科学与技术学院32011/2012(1)48文化素质课全专业校定必选必选课按4学分考核工程经济Ⅰ经贸管理学院22011/2012(2)32科学方法论Ⅰ政治与公共管理学院22011/2012(2)32实践教学环节全专业必修课按42门课考核体质健康训练Ⅰ体军部.1252009/2010(2)体质健康训练Ⅱ体军部.1252010/2011(2)数据库系统大型实验计算机科学与技术学12011短学4Ⅰ院期军训（军事技能）Ⅰ体军部1.52010短学期思想政治理论课社会实践Ⅰ政治与公共管理学院22011短学期体质健康训练Ⅲ体军部.1252011/2012(2)体质健康训练Ⅳ体军部.1252012/2013(2)第二课堂Ⅰ信息工程学院22012/2013(1)操作系统大型实验Ⅰ计算机科学与技术学院12011/2012(1)4军训（军事理论）Ⅰ体军部1.52010短学期计算机网络大型实验Ⅰ计算机科学与技术学院12011/2012(2)计算机组成大型实验Ⅰ计算机科学与技术学院12010/2011(2)数据结构与算法大型实验Ⅰ计算机科学与技术学院12010/2011(1)4毕业设计算机12014计（16）Ⅰ科学与技术学院6 2/2013(2)数字逻辑电路大型实验Ⅰ信息工程学院12010/2011(2)专业实习Ⅰ计算机科学与技术学院82012/2013(1)模块A （图形方向）必修课计算机图形学大型实验Ⅰ计算机科学与技术学院12012短学期4模块B （硬件方向）必修课微机接口技术大型实验Ⅰ计算机科学与技术学院12011/2012(1)4模块C （软件方向）必修课软件设计大型实验Ⅰ计算机科学与技术学院12012短学期4模块D （控制方向）必修课控制技术大型实验Ⅰ计算机科学与技术学院12012短学期4公共基础课全专业全校性公选课任选课按12学分考核杭州原创软件有限公司版权所有。
并行计算机程序设计导论pdf
CUDA最佳实践
总结CUDA编程的最佳实践， 包括编写高效的CUDA内核函 数、使用异步操作、避免不 必要的内存拷贝等方面的内 容。
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07
并行计算应用案例分析
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
2024/1/25
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气象模拟应用案例分析
气候模型
使用并行计算模拟大气、海洋和陆地之间的相互作用，以预测气 候变化。
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CUDA性能优化策略
CUDA性能分析
介绍如何使用CUDA性能分析 工具（如NVIDIA Visual
Profiler和Nsight）来评估和 优化CUDA程序的性能。
CUDA优化技术
详细讲解CUDA优化的关键技 术，包括内存访问优化、线 程同步优化、指令级优化和 算法级优化等。
2024，并行计算的应用前景更加广阔。未来，量子计算等新型计算技术的发展将进一 步推动并行计算的进步，为解决复杂问题提供更加高效的方法。
2024/1/25
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02
并行计算机体系结构
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
2024/1/25
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并行计算机分类与特点
// 计算点积并汇总结果
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for (int i = rank; i < n; i += size) {
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MPI编程实例分析
• dot_product += a[i] * b[i];
2024/1/25
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MPI编程实例分析
}
// 使用MPI_Reduce函数汇总各个进程的计算结果
2024/1/25
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中 山 大 学 － Intel 多 核 技 术 实 验 室
Pentium III
1999年，英特尔发布的Pentium III处理器和Pentium III Xeon处理器也采用了025微米制程技术，由950万个 晶体管组成。随着工艺的发展，后期的Pentium III处理 器开始启用0.18微米制程技术。
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中 山 大 学 － Intel 多 核 技 术 实 验 室
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T2500 & Core 2 Duo E4300
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Core
实际上，我们把Core音译为酷睿，它是Intel下一代处理 器产品将统一采用的微架构，而Conroe只是对基于Core 微架构的Intel下一代桌面平台级产品的代号。除Conroe 处理器之外，Core微架构还包括代号为Merom的移动平 Woodcrest 台处理器和代号为Woodcrest的服务器平台处理器。采 用Core的处理器将被统一命名。由于上一代采用Yonah 微架构的处理器产品被命名为Core Duo，因此为了便于 与前代Intel双核处理器区分，Intel下一代桌面处理器 Conroe以及下一代笔记本处理器Merom都将被统一叫做 Core 2 Duo。另外，Intel的顶级桌面处理器被命名为 Core 2 Extreme，以区别于主流处理器产品。
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Itanium
里程碑似的64位时代到来
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Intel ITANIUM2
2005年，英特尔将90nm制程技术应用于代号为 Prescott的Pentium 4处理器和双核处理器Pentium D 上，后者包含了2.3亿个晶体管。2006年7月18日，英特 尔双核安腾2处理器发布，集成了17.2亿个晶体管，同样 90nm 采用了90nm制程技术生产。
多核程序设计
2008年4月
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教材
主教材：《多核程序设计》，ISBN 9-787302-158356， 清华大学出版社， 2007年8月 参考书：《多核程序设计技术-通过软件多线程提升性 能》，电子工业出版社,ISBN 9787121038716， 2007年3月
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Pentium II Xeon
1998年4月，第二代Pentium II处理器（代号为 Deschutes）和Pentium II Xeon处理器发布，它们均 采用了0.25微米制程技术，后者包含了750万个晶体管。
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微处理器
1971年，第一款微处理器4004 1978年，英特尔公司8086 1979年，英特尔公司又开发出了8088 1981年，美国IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机 1982年，英特尔公司研制出了80286微处理器 1985年10月17日，英特尔80386 DX正式发布 1989年，英特尔推出80486芯片 1993年，新一代586 CPU问世 1996年底，多能奔腾Pentium MMX 1998年，奔腾二代Pentium II 、至强微处理器Xeon、赛扬 Celeron 1999年春，英特尔公司Pentium III奔三 2000年，英特尔公司Pentium 4，奔四 2002年，英特尔超线程技术（HT，Hyper-Threading） 2005年4月18日，英特尔全球同步首发奔腾D处理器
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Pentium
1993年3月，英特尔Pentium处理器问世，包含有310万 个晶体管，采用了英特尔0.8微米制程技术。
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Pentium Pro
1995年11月，英特尔发布的Pentium Pro处理器的晶体 管数量升至550万个，相继采用了0.6微米和0.35微米制 程技术。1997年1月面世的Pentium MMX处理器集成度 将到了450万，开始稳定的使用0.35微米制程技术。第一 Pentium II Klamath 0.35 代的Pentium II处理器（代号Klamath）也沿用了0.35 微米制程技术，包含的晶体管数量超过了750万个。
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Intel 8085 8086 8088系列 8088系列
1976年3月，英特尔发布了Intel 8085处理器，这款处 理器主频达到了5MHz，采用了3微米制程技术，包含了 6500个晶体管。两、三年后，Intel 8086和8088处理 器相继问世，依然采用3微米制程技术，但是集成了 29000 29000个晶体管，数量是上一代产品的4倍 4
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实验环境
硬件：
英特尔多核计算机：双核酷睿2
软件：
Visual studio 2003/2005 Intel C++ compiler 10.0 for linux & for windows Intel MKL 9.1 for Linux & Windows Intel ThreadChecker 3.1 for Linux & Windows Thread Profiler 3.1 for Windows Vtune 9.0 for Windows & Linux
CPU的一些技术名词 CPU的一些技术名词
1.主频 与 外频 2.前端总线(FSB)频率 3.CPU的位和字长 4.缓存 Cache 5.CPU扩展指令集 MMX SSE 6. CPU内核和I/O工作电压 7.制造工艺 8.指令集 CISC&RISC 9.超流水线与超标量 10.乱序执行技术
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45nm
随着45nm制造工艺的Intel Penryn处理器的发布 包括双核心桌面处理器Wolfdale、四核心桌面处理器 Yorkfield、双核移动处理器Penryn等家族成员
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Intel 80286 80386
1982年，英特尔80286微处理器推出，它使用了13400 个晶体管，运行频率为6MHz、8MHz、10MHz和 12.5MHz。此时，英特尔采用了1.5微米制程技术。 1985年，32bit的英特尔386微处理器问世，包括27.5 1.5 万个晶体管，也是1.5微米制程技术。
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Intel双内核奔腾 Intel双内核奔腾D 双内核奔腾D
2005年5月26日，Intel发布了发布迄今为止该公司第一 款双内核服务器处理器，名为—Intel双内核奔腾D处理器， 主要是面向数字化家庭娱乐和数字化办公的个人应用双内 核处理器。
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Pentium 4
2000年11月，起始主频为1.5GHz的Pentium 4处理 器也采用了0.18微米制程技术，其所包含的晶体管数量达 到了4200万个。2001年5月，英特尔还推出了Pentium 4 Xeon和Itanium处理器，也均为0.18微米制程技术。 2002年1月，英特尔推出采用了0.13微米制程的 Pentium 4处理器（代号Northwood）。2003年3月12 日，英特尔发布迅驰移动技术平台，其中包括了英特尔最 新的移动处理器Pentium M，该处理器采用了0.13微米 制程，包含7700万个晶体管。
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Intel 4004
1971年，英特尔发布了其第一个微处理器：Intel 4004。 这款处理器核心面积未1/8英吋 x 1/16英吋，包含2300 多个晶体管，采用了10微米PMOS技术生产——1969年， 英特尔研制成功了PMOS硅栅晶体管，这些晶体管继续使 用传统的二氧化硅栅介质，最大的改进是引入了新的多晶 硅栅电极。
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教学内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 多核技术概论 多核体系架构 Windows 多线程编程（实验） Linux多线程编程 OpenMP多线程编程及性能优化（实验） Intel 编译器及VTune性能分析器基础（实验） Thread Checker And Thread Profiler （实验） Threading Methodology （实验） Scalability of Threaded Applications （实验） 实例分析（实验）
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Intel双核新一代Core微架构 Intel双核新一代Core微架构
Intel Core微架构中全新的智能缓存技术有效地加强双核 心乃至多核心处理器的工作效率，Conroe同样也是双核 心设计，但是其缓存设计跟Pentium D并不相同。Intel Pentium D双核心处理器中每个独立的核心都拥有独立的 Intel Core 二级缓存；但Intel Core微架构则是通过内部的传输总线 共享同一个二级缓存，2个内核共同拥有4MB或2MB的共 享式二级缓存。 65nm制程技术