多核架构与编程技术

在信息技术飞速发展的今天，多核架构已经成为现代计算机处理器的核心设计模式。多核处理器的出现，对软件编程提出了新的挑战和机遇。为了充分利用多核处理器的并行计算能力，软件开发者需要掌握多核编程技术。本书《多核架构与编程技术》由武汉大学多核架构与编程技术课程组编著，旨在向读者介绍多核架构的基础知识，以及并行编程的核心理论和技术。 本书从硬件架构的角度入手，详细介绍了多核处理器的发展历程及其技术趋势。在介绍处理器的同时，书中也讲述了多核支持芯片组和相关操作系统的演变，为读者展现了一个多核系统全面的硬件基础。接着，书中深入讨论了多核并行程序设计的基础理论，包括并行程序设计的基本概念、原理以及程序设计方法。在此基础上，本书进一步介绍了主流的多核编程方法——线程程序设计方法，这种设计方法能够帮助开发者编写出能够在多核平台上并行执行的程序。 书中还详细介绍了并行程序开发工具OpenMP，这是一个支持多平台共享内存并行编程的API。开发者可以通过OpenMP编写并行程序，利用多核处理器的多个核心提高程序的执行效率。此外，本书还结合Intel公司提供的软件调优工具，详细说明了如何优化多核程序设计，以实现更高效的数据处理和计算速度。 除了理论和工具的介绍，本书还涉及了多个典型的专业化多核应用开发平台，为读者提供了实际操作的案例。例如，Intel高性能集成基本开发库IPP、面向计算机视觉的多核编程工具OpenCV、MATLAB并行开发工具包以及面向检测自动化的LabView多核编程工具等。这些平台的介绍不仅拓宽了开发者的技术视野，也为他们在特定领域中进行并行计算提供了强有力的工具。 对于高等教育而言，多核编程课程的开设适应了时代的需求，成为培养高素质复合型人才的必需。目前，针对非计算机专业的学生，尤其是电子信息专业学生，缺乏针对性强的多核编程教材。因此，本书不仅可作为信息类专业高年级本科生或低年级研究生的教科书，也为科研人员和工程技术人员提供了重要的参考。 本书的内容还涵盖了微处理器和并行计算机的发展历程与未来趋势。作者指出，传统的通过增加时钟频率来提升处理器计算能力的做法已经遇到了瓶颈，而转向多核处理器成为了新的发展趋势。多核处理器不仅能有效提升计算性能，还能在一定程度上解决能耗、散热等设计难题。多核技术的迅速普及使得并行计算成为了发展的主流，而如何在多核计算机平台上设计出高性能的并行程序，成为了软件开发中的一个核心问题。 本书的出版，不仅为广大学生和在职技术人员提供了学习和使用多核多线程软件开发工具的新途径，还强调了多核编程的实践性特点，对推进我国并行计算和多核编程技术的发展具有重大意义。随着多核架构的深入应用，本书也将成为高校教学和科研工作的重要参考书，帮助技术人员掌握多核架构知识，提升多核程序设计能力，这是现代软件开发人员必备的素质之一。