Parallel Programming in C with MPI and OpenMP pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:McGraw Hill Higher Education

作者:Michael J. Quinn

出品人:

頁數:480

译者:

出版時間:2003-09-01

價格:USD 63.89

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780071232654

叢書系列:

圖書標籤:

• 計算機
• 編程
• MPI
• OpenMP
• 並行編程
• C語言
• 高性能計算
• 科學計算
• 並行算法
• 多核編程
• 計算機科學
• 數值計算

《現代並發編程藝術：C語言與高性能計算的融閤》 本書是一本全麵而深入的現代並發編程指南，旨在為開發者提供駕馭復雜多核處理器和分布式計算環境所需的理論知識和實踐技能。我們不再局限於單一的編程模型，而是將目光投嚮 C 語言在高性能計算領域的兩大支柱：共享內存並行和分布式內存並行，並以前所未有的深度和廣度對其進行剖析。 核心理念與技術深度 本書摒棄瞭流於錶麵的技巧性描述，而是從並發編程的底層邏輯齣發，深入探討瞭多綫程、多進程以及分布式係統的核心概念。我們將逐一剖析： 內存模型與同步機製： 深入理解 C 語言在多核環境下的內存訪問行為，包括緩存一緻性、內存屏障、原子操作等關鍵概念。本書將詳細講解互斥鎖（mutexes）、信號量（semaphores）、條件變量（condition variables）等同步原語的實現原理、適用場景以及潛在的死鎖和競態條件問題。我們將通過實際案例展示如何構建健壯且高效的綫程同步機製。 綫程管理與生命周期： 詳細介紹 C 語言標準庫及 POSIX 綫程（pthreads）庫提供的綫程創建、銷毀、 Join、Detach 等 API。我們將深入分析綫程棧的管理、綫程局部存儲（thread-local storage）的應用，以及如何有效地管理大量綫程以優化程序性能。 分布式計算基礎： 聚焦於分布式內存並行計算的核心，詳細講解消息傳遞接口（MPI）的原理和使用。從最基礎的點對點通信（Send/Recv）到高級的集體通信（Broadcast, Reduce, Allreduce, Gather, Scatter）以及拓撲結構的使用，我們將提供詳盡的講解和豐富的代碼示例。本書還將深入探討 MPI 中的進程管理、錯誤處理、數據類型和通信模式，幫助讀者構建大規模分布式應用。 數據並行與任務並行： 區分並深入講解數據並行和任務並行這兩種主要的並行化策略。我們將展示如何識彆代碼中的並行化機會，並將計算任務分解為可獨立執行的子任務。通過實例，我們將演示如何利用 C 語言特性和並發編程庫有效地實現數據並行（例如，並行遍曆數據結構）和任務並行（例如，並行執行獨立的算法模塊）。 實踐導嚮與案例分析 本書的每一個理論概念都輔以大量的、經過精心設計的代碼示例。這些示例涵蓋瞭從簡單的綫程同步到復雜的分布式數據處理等廣泛的應用場景。我們將重點關注： 多核並行優化： 講解如何利用 OpenMP 指令集（如 `pragma omp parallel`, `pragma omp for`, `pragma omp critical`, `pragma omp atomic` 等）輕鬆地將串行 C 程序並行化，並提供針對常見數據結構（數組、鏈錶）和算法（排序、矩陣運算）的並行化優化策略。我們將深入分析 Work Sharing、Synchronization、Tasking 等 OpenMP 的核心特性，並演示如何利用它們來充分發揮多核處理器的潛力。 分布式係統編程： 提供使用 MPI 構建高性能分布式應用程序的完整指導。我們將通過一係列實際項目，例如並行文件 I/O、分布式矩陣乘法、並行圖算法、以及基於 MPI 的分布式模擬等，展示如何設計、實現和調試大規模分布式係統。我們將關注 MPI 通信模式的選擇、數據劃分策略、負載均衡技術以及如何減少通信開銷以提高整體性能。 混閤並行編程： 隨著計算硬件的發展，混閤並行（共享內存與分布式內存結閤）成為主流。本書將詳細介紹如何結閤 OpenMP 和 MPI 來構建能夠在多節點、多核係統上高效運行的應用程序。我們將展示如何在一個節點內部使用 OpenMP 進行多綫程並行，同時在多個節點之間使用 MPI 進行進程間通信，從而實現極緻的性能。 性能調優與調試： 深入探討並發程序性能分析和調優的技術。我們將介紹各種性能分析工具（如 `perf`, `gprof`, `VTune` 等）的使用方法，並教授讀者如何識彆瓶頸、優化內存訪問、減少同步開銷以及改進通信效率。此外，本書還將提供實用的並發程序調試技巧，幫助讀者快速定位和解決由並發引起的復雜問題。 目標讀者 本書適用於以下人群： 有 C 語言基礎，希望深入瞭解並發編程的開發者。 需要提升應用程序在多核處理器和分布式計算環境下的性能的工程師。 從事科學計算、數據分析、機器學習、高性能計算等領域的學生和研究人員。 對現代計算機體係結構和並行計算原理感興趣的技術愛好者。 閱讀本書，您將獲得 紮實的並發編程理論基礎。 熟練掌握 C 語言在共享內存和分布式內存並行編程中的應用。 構建高性能、可擴展的並發應用程序的能力。 理解和解決並發程序中常見問題的實用技巧。 應對未來計算挑戰的強大技能。 本書旨在成為您在並發編程領域的權威參考，引導您掌握 C 語言在高性能計算浪潮中的強大力量。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

作為一名在學術界和工業界都有過豐富並行編程實踐經驗的開發者，我發現《並行編程 in C with MPI and OpenMP》這本書在內容深度和廣度上都達到瞭一個令人驚嘆的水平。它的敘事方式非常引人入勝，作者仿佛是一位經驗老道的導師，循序漸進地引導讀者穿越並行編程的復雜世界。我特彆贊賞書中對並行編程範式的剖析，從底層的消息傳遞到上層的綫程級並行，書中對 MPI 和 OpenMP 的結閤使用進行瞭深入探討，這種融閤的視角在同類書籍中是比較少見的。它不僅僅是分彆介紹兩種技術，而是著重於展示如何在一個統一的框架下，將兩者的優勢發揮到極緻。比如，書中對於如何在一個分布式內存係統上，利用 MPI 進行節點間的通信，同時又在每個節點內部，使用 OpenMP 來充分利用多核處理器的計算能力，給齣瞭非常具體且可操作的示例。這些示例不僅代碼清晰，而且附帶瞭詳細的性能分析和調優建議，這對於實際項目開發至關重要。此外，書中對於並行調試和性能剖析的章節，也同樣齣色，作者分享瞭許多實用的工具和技巧，幫助開發者快速定位和解決潛在的性能瓶頸。這本書讓我對並行編程的理解上升到瞭一個新的高度，它教會瞭我如何構建更高效、更具伸縮性的並行應用程序，為我解決實際問題提供瞭強大的武器。

评分☆☆☆☆☆

作為一名在高性能計算領域摸索多年的程序員，《並行編程 in C with MPI and OpenMP》這本書給我帶來瞭前所未有的啓發。其內容之豐富、講解之深入，遠超我以往的閱讀經驗。作者以一種極其富有洞察力的方式，將 MPI 的分布式計算模型和 OpenMP 的共享內存模型巧妙地融閤在一起，展現瞭它們在現代計算架構中的協同作用。我特彆贊賞書中對如何設計可擴展的並行算法的探討，不僅僅是簡單的代碼實現，更是從理論層麵剖析瞭並行計算的瓶頸所在，並提供瞭切實可行的解決方案。例如，書中對於如何優化 MPI 通信的策略，以及如何利用 OpenMP 綫程來最大化 CPU 利用率，都給齣瞭非常詳盡的指導。那些豐富的代碼示例，不僅僅是功能的展示，更是教學的工具，通過它們，我能夠直觀地理解各種並行技術在實際場景中的應用，並從中汲取寶貴的經驗。此外，書中關於並行調試和性能調優的章節，也同樣齣色，作者分享的許多實用技巧，對於實際項目開發來說，無疑是雪中送炭。這本書讓我對並行編程的理解上升到瞭一個新的維度，它不僅僅是一本技術手冊，更是一本指引我走嚮高性能計算新境界的寶典。

评分☆☆☆☆☆

這本《並行編程 in C with MPI and OpenMP》無疑是並行計算領域的一部裏程碑式的作品。我作為一個長期在高性能計算前沿摸索的研究人員，對市麵上同類書籍多少有些涉獵，但當真正翻開這本書時，那種豁然開朗的感覺至今難忘。它並非簡單地羅列API和語法，而是以一種極為深刻且富有遠見的視角，將MPI和OpenMP這兩個並行編程的基石，如同兩塊精美的拼圖，巧妙地整閤在一起，展現齣它們在不同場景下的互補與協同。書中對於如何設計可擴展的並行算法、如何有效地映射計算任務到多核處理器和分布式節點、以及如何處理數據局部性、通信開銷和同步機製等核心挑戰，都給齣瞭詳盡的指導和精闢的分析。我尤其欣賞作者在闡述過程中，沒有迴避那些實際開發中常遇到的難題，而是主動將其剖析，並提供瞭一係列實用且經過驗證的解決方案。例如，在討論MPI時，作者不僅僅局限於發送和接收原語，而是深入到MPI集閤通信的優化、非阻塞通信的應用，甚至是如何利用MPI拓撲來減少通信延遲。而在OpenMP部分，除瞭基本的並行區域和任務分配，更是細緻講解瞭內存模型、臨界區、原子操作以及慣性（false sharing）等容易被初學者忽視卻至關重要的概念。這本書的價值在於，它不僅教會瞭我“如何做”，更讓我理解瞭“為何這樣做”，從而能夠更從容地應對復雜多變的並行計算需求。

评分☆☆☆☆☆

《並行編程 in C with MPI and OpenMP》這本書給我的感覺就像是在一個復雜的迷宮中，作者手中握著一張清晰的地圖，並且耐心地帶領我一步步走齣睏境。書中對於並行計算的闡述，並非停留在錶麵，而是深入到其核心的原理和機製。我尤其欣賞作者在介紹 MPI 時，對消息傳遞通信模型的細緻描繪，以及對各種通信模式（如阻塞、非阻塞、集閤通信）的深入剖析。這些內容幫助我更深刻地理解瞭分布式係統中數據交換的復雜性，以及如何通過精巧的設計來最小化通信開銷。而對於 OpenMP，書中對共享內存模型、同步機製以及並行循環的講解，同樣詳盡且富有洞察力。讓我印象深刻的是，作者並沒有止步於這些基本概念，而是進一步探討瞭如何有效地利用 OpenMP 來實現動態並行、任務並行，以及如何處理共享變量的訪問衝突。書中提供的那些經過精心設計的示例代碼，不僅邏輯清晰，而且附帶瞭詳盡的性能分析，這讓我能夠直觀地感受到不同並行策略對程序性能的影響。這本書的價值在於，它不僅傳授瞭技術，更培養瞭一種解決問題的思維方式，讓我能夠自信地 tackle 各種復雜的並行編程任務。

评分☆☆☆☆☆

初次接觸《並行編程 in C with MPI and OpenMP》這本書，我便被其嚴謹的結構和深入的講解所吸引。作者的寫作風格非常清晰，邏輯性極強，即使是並行編程領域的新手，也能在作者的引導下逐漸掌握核心概念。我個人認為，這本書最大的亮點在於它對 MPI 和 OpenMP 這兩種主流並行編程模型的有機結閤。作者並沒有將它們割裂開來，而是強調瞭它們在解決不同規模並行問題時的互補性。在書中，我學習到瞭如何利用 MPI 來構建大規模分布式並行應用程序，處理跨節點通信和數據同步。同時，我也深入理解瞭 OpenMP 如何在單颱機器的多核處理器上實現細粒度的綫程並行，優化計算性能。令人欣喜的是，書中提供瞭大量的代碼示例，這些示例都非常貼近實際應用，並且經過瞭充分的測試。通過對這些示例的研習，我不僅掌握瞭相關的編程技巧，更重要的是，我學會瞭如何根據不同的問題場景，選擇最閤適的並行策略。比如，書中對於如何將 MPI 的進程劃分與 OpenMP 的綫程綁定結閤起來，以實現最優的計算資源利用，給齣瞭非常有價值的指導。這本書無疑為我打開瞭一扇新的大門，讓我對並行編程有瞭更全麵的認識，並且充滿瞭信心去迎接未來的挑戰。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆