并行程序设计是计算机科学中的一个重要领域,它涉及到如何利用多核处理器或分布式系统来同时执行任务,以提高计算效率。本资源“并行程序设计的入门之作”旨在引导初学者进入这一领域,并逐步提升至中级水平。它涵盖了三种主要的并行编程模型:Pthread、OpenMP和MPI。
Pthread,全称为POSIX线程,是Unix和类Unix操作系统中的一种标准API,用于创建和管理线程。通过Pthread,开发者可以创建多个执行线程,这些线程可以并发运行,共享同一内存空间,从而实现并行处理。学习Pthread,你需要理解线程的创建、同步和通信机制,如互斥锁、条件变量、信号量等,这些都是并行编程中的基本工具。
OpenMP是一种在C、C++和Fortran中广泛使用的应用编程接口,它提供了一种简单的方式来实现共享内存并行。OpenMP通过使用编译器指令和库函数,让开发者可以在代码中添加并行区域,编译器会自动将其转换为多线程代码。理解OpenMP的关键在于掌握并行区、同步结构(如barrier和flush)以及共享和私有变量的概念。
MPI,即Message Passing Interface,是一种用于分布式内存系统(如集群)的并行编程模型。与Pthread和OpenMP不同,MPI中的进程具有独立的内存空间,它们通过消息传递进行通信。掌握MPI需要了解基本的进程管理(如MPI_Init和MPI_Finalize)、进程间通信(如MPI_Send和MPI_Recv)以及集体操作(如MPI_Bcast和MPI_Reduce)。
压缩包中的"An Introduction to Parallel Programming.raw.pdf"很可能是本书的电子版,提供了关于这三种并行编程模型的详细理论和实践指导。而"ipp-source.tgz"则可能包含随书的示例代码,这些代码可以帮助读者更好地理解和应用所学知识,通过实际动手来加深理解。
学习并行编程不仅需要理解并行模型和通信机制,还要对性能优化有所了解,比如负载均衡、通信开销和数据局部性等概念。此外,对于错误处理和调试技巧的掌握也是至关重要的,因为并行程序中的错误往往比单线程程序更难定位和修复。
“并行程序设计的入门之作”提供了全面的学习材料,帮助你从零开始掌握并行计算的基础,通过Pthread、OpenMP和MPI的实践,你可以逐步提升自己的并行编程能力,为处理大规模计算问题打下坚实基础。