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出版者:Microsoft Press

作者:Colin Campbell

出品人:

页数:208

译者:

出版时间:2011-4-19

价格:USD 29.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780735651753

丛书系列:

图书标签:

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并行编程的基石：驾驭现代处理器的力量 在当今计算领域，多核处理器的普及已成为不可逆转的趋势。从个人电脑到服务器集群，再到移动设备，拥有多个核心已成为标配。然而，仅仅拥有强大的硬件并不意味着就能充分发挥其潜力。要真正释放现代处理器的全部威力，就需要掌握并行编程的技术。本书将深入探讨并行编程的方方面面，为你提供一套切实可行的工具和策略，助你构建高效、响应迅速的应用程序。 核心理念与基础知识：理解并行性的本质 本书将从并行编程的核心理念出发，为你构建坚实的基础。我们将探讨什么是并行性，它与并发性的区别，以及为什么在现代软件开发中它如此重要。你将了解不同类型的并行模型，例如数据并行和任务并行，以及它们各自的适用场景。此外，我们将深入剖析硬件并行性的基本原理，包括指令级并行、线程级并行和进程级并行，帮助你理解软件如何与底层硬件协同工作。 掌握主流并行模型：从OpenMP到MPI 为了让你能够根据不同的应用需求选择最合适的并行策略，本书将详细介绍几种主流的并行编程模型。 OpenMP：声明式并行编程的便捷之道 OpenMP（Open Multi-Processing）是一个广泛应用的API，它通过一组指令（pragmas）允许开发者以一种声明式的方式向C、C++和Fortran程序中添加并行性。我们将详细讲解OpenMP的核心概念，包括并行区域、工作共享、同步机制（如临界区、原子操作、屏障）以及数据共享属性。你将学会如何利用OpenMP的指令来并行化循环、提高函数调用的效率，并有效地管理线程之间的共享数据。本书将通过大量的代码示例，展示如何使用OpenMP解决各种常见的并行计算问题，并提供性能调优的技巧。 C++ 标准库中的并行支持：利用现代C++特性 随着C++标准的不断发展，其内置的并行支持也日益强大。本书将重点介绍C++11及之后版本引入的并行算法和执行策略。你将深入了解 `std::thread`、`std::async`、`std::future` 等核心组件，学习如何创建和管理线程，如何进行异步计算，以及如何安全地访问和共享数据。我们还将探讨 `std::for_each`、`std::transform` 等并行算法，并介绍如何通过不同的执行策略（例如 `std::execution::par`、`std::execution::par_unseq`）来控制算法的并行执行方式。通过学习这部分内容，你将能够充分利用C++的现代特性，写出优雅且高效的并行代码。 MPI：大规模分布式内存并行计算的标准 对于需要跨越多台计算机进行并行计算的场景，MPI（Message Passing Interface）是事实上的行业标准。本书将为你介绍MPI的基本原理和核心通信模式，包括点对点通信（如 `MPI_Send`、`MPI_Recv`）和集体通信（如 `MPI_Bcast`、`MPI_Reduce`、`MPI_Allreduce`）。你将学会如何划分问题，如何在分布式环境中管理进程，以及如何通过消息传递来协调计算。我们将通过实例展示如何构建分布式应用程序，并讨论在MPI环境中进行性能分析和调优的策略。 高级主题与优化技巧：深入挖掘并行潜力 掌握了基础知识和主流模型后，本书将带领你进入更高级的并行编程领域，为你提供深入的优化技巧。 同步与互斥：避免竞态条件的利器 在多线程环境中，多个线程同时访问和修改共享数据时，可能导致数据不一致的“竞态条件”。本书将详细讲解各种同步原语，包括互斥量（mutex）、读写锁（read-write locks）、条件变量（condition variables）和信号量（semaphores）。你将学习如何正确地使用这些工具来保护共享数据，确保程序的正确性，并理解不同同步机制的性能权衡。 内存模型与缓存优化：理解底层硬件的影响 并行程序的性能往往受到底层硬件，特别是CPU缓存的影响。本书将深入探讨内存模型，包括顺序一致性模型和弱一致性模型，以及它对并行程序行为的影响。你还将学习如何进行缓存优化，例如数据布局的调整、伪共享的避免以及缓存行的填充，从而最大程度地减少内存延迟，提升计算速度。 性能分析与调试：定位瓶颈，提升效率 编写并行程序只是第一步，如何分析其性能并找出瓶颈是至关重要的。本书将介绍各种性能分析工具和技术，包括性能计数器、剖析器（profilers）和追踪工具。你将学习如何识别CPU密集型任务、I/O瓶颈以及线程同步开销。此外，我们还将探讨并行程序的调试方法，分享如何有效地捕获和分析多线程程序中的错误，确保程序的健壮性。 并行算法设计：为并行而生 并非所有算法都适合并行化。本书将探讨并行算法设计的原则，以及如何将串行算法改造为并行版本。你将学习如何识别可并行化的计算模式，例如分治策略、图算法中的并行化方法，以及数值计算中的并行技术。我们将通过一系列经典的并行算法示例，例如并行排序、矩阵乘法、快速傅里叶变换等，帮助你建立对并行算法设计的直观理解。 实践应用与案例研究：理论付诸实践 本书的最终目标是帮助你将所学知识应用于实际的软件开发中。我们将通过一系列精心设计的案例研究，展示如何在不同类型的应用场景中应用并行编程技术。 高性能计算（HPC）：探讨如何利用并行技术加速科学模拟、数据分析和机器学习等HPC任务。 图形与游戏开发：展示如何在游戏引擎、渲染管线和物理模拟中实现高效的并行计算。 数据处理与大数据分析：介绍如何并行化数据加载、过滤、转换和聚合等操作，以应对大规模数据集。 并发服务器与网络应用：讲解如何使用并行技术构建高吞吐量、低延迟的网络服务。 通过这些实践案例，你将能够看到并行编程的巨大威力，并获得将这些技术应用于自己项目的信心。 总结 在竞争日益激烈的技术环境中，掌握并行编程能力已成为一项必备技能。本书将为你提供一套全面的指南，帮助你从入门到精通，自信地驾驭多核处理器的力量。无论你是初学者还是有一定经验的开发者，都能从本书中获益，构建出性能卓越、响应迅捷的下一代应用程序。

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这本书散发着一种经典的计算机科学图书的质感，封面上的字体和排版都显得十分专业，让我对接下来的阅读充满了期待。在当今这个计算能力爆炸的时代，如何充分利用多核CPU的强大性能，一直是软件开发者们面临的重要课题。我一直在寻找一本能够系统地指导我进行并行编程，并且能充分结合Microsoft Visual C++这一强大开发平台的书籍。这本书的名称，"A Parallel Programming with Microsoft Visual C++"，正是我渴望的。我希望这本书能够从基础概念入手，深入浅出地讲解线程模型、进程模型、同步与互斥、以及线程间通信等核心知识。更重要的是，我期望书中能够提供大量高质量的代码示例，这些示例应该覆盖从简单的并行任务，到更复杂的并行算法设计，让我能够通过实践来理解并行编程的精髓。我对书中是否会介绍Microsoft提供的并行编程库，例如任务并行库（TPL）和并行模式库（PPL）等，抱有极大的兴趣，因为我深知这些高级工具能够极大地简化并行程序的开发和管理。此外，对于性能调优的指导，以及如何识别和避免并行编程中的常见陷阱，也是我非常期待的内容。我相信，通过学习这本书，我将能够为我的应用程序注入新的生命力，让它们在多核环境下绽放光彩。

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这本书的第一印象是它的封面设计，一种深邃的蓝色调，上面是简洁的白色字体，给人一种沉稳、专业的感觉。随着计算能力的指数级增长，多核处理器已经成为主流，而如何有效利用这些并行计算能力，则成为了现代软件开发的关键挑战。我一直对如何通过并行编程来提升应用程序的性能感到好奇，特别是想了解如何在Microsoft Visual C++这个强大的开发平台上实现这一点。这本书的书名，“A Parallel Programming with Microsoft Visual C++”，准确地指出了我所寻找的内容。我非常期待书中能够清晰地阐述并行编程的核心概念，包括线程的创建与管理、同步机制、内存模型等，并深入讲解如何避免常见的并发问题，如死锁和竞态条件。我特别看重书中能够提供大量实用的代码示例，这些示例应该能够覆盖从基础的并行任务到更复杂的并行数据处理，让我能够通过实践来掌握理论知识。此外，我也对书中是否会介绍Microsoft提供的并行编程框架和库，例如任务并行库（TPL）和并行模式库（PPL）等，充满期待，因为我相信这些工具能够极大地简化并行程序的开发。这本书的价值，在我看来，不仅仅在于教授技术，更在于重塑我的编程思维，让我能够以一种全新的视角来设计和优化我的应用程序。

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这本书给人的第一感觉是厚重且内容翔实，封面上的设计风格简洁大气，凸显了其专业性和技术深度。在当今计算密集型应用日益增多的背景下，如何充分挖掘多核处理器的潜能，实现高效的并行计算，已经成为衡量软件性能的关键因素。我一直以来都对并行编程充满兴趣，并希望能够掌握如何在Microsoft Visual C++这样一个强大的开发环境中实现这一目标。这本书的书名，"A Parallel Programming with Microsoft Visual C++"，正是我一直在寻找的。我非常期待书中能够系统地介绍并行编程的基本概念，包括线程的生命周期、同步机制（如互斥锁、信号量、条件变量）、以及多线程环境下内存访问的注意事项。更重要的是，我希望书中能够提供大量具有实际指导意义的代码示例，涵盖从简单的并行任务到复杂的并行算法，例如并行排序、并行搜索等，让我能够通过动手实践来加深理解。我也非常关注书中是否会深入讲解Microsoft Visual C++提供的并行编程工具和库，例如任务并行库（TPL）和并行模式库（PPL），因为我相信这些工具能够极大地提升开发效率和代码的健壮性。此外，对于并行程序的性能调优，以及如何识别和解决常见的并发问题，也是我非常期待的内容。这本书将是我在并行编程领域的重要启蒙导师。

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这本书的封面设计，以简洁的线条勾勒出数据流动的抽象意象，配合上“Microsoft Visual C++”的字样，透露出一种对高效、现代软件开发的追求。在我的日常工作中，我常常面临着提升程序执行效率的挑战，尤其是在需要处理海量数据或进行复杂计算的场景。并行编程，作为一种能够充分发挥多核处理器优势的技术，一直是我关注的焦点。而Microsoft Visual C++平台，作为业界领先的开发工具之一，更是我希望能够深入掌握的。这本书的书名，"A Parallel Programming with Microsoft Visual C++"，恰如其分地表明了它的核心内容。我非常期待书中能够清晰地阐述并行编程的基本概念，包括线程的创建与管理、同步原语的使用（如互斥锁、信号量、条件变量）以及内存模型。更让我感兴趣的是，我希望书中能够提供丰富的实践案例，通过实际的代码演示，让我能够理解如何在Visual C++环境中有效地实现并发，并解决实际开发中遇到的问题。例如，我希望书中能涉及并行数据处理、并行搜索算法，甚至是并行文件I/O等具体应用。此外，我非常看重书中对性能调优的指导，以及如何利用Visual Studio的调试和分析工具来优化并行程序的性能。我坚信，这本书将为我提供一套宝贵的并行编程知识体系，帮助我写出更快速、更高效的应用程序，从而在激烈的技术竞争中保持优势。

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这本书的封面设计，采用了一种抽象的、富有动感的图形，暗示着数据在多核处理器上高效流动的过程，搭配上“Microsoft Visual C++”的字样，显得非常有技术感和前沿性。在我的软件开发生涯中，我常常会遇到性能瓶颈，特别是在处理大型数据集、进行复杂计算密集型任务时，单核的局限性愈发明显。并行编程，作为充分发挥多核处理器优势的关键技术，一直是我希望能够深入掌握的。而Microsoft Visual C++，作为微软生态系统中强大的开发工具，无疑是实现这一目标的理想平台。这本书的书名，"A Parallel Programming with Microsoft Visual C++"，精确地概括了它所能提供的价值。我非常期待书中能够清晰地阐述并行编程的核心概念，包括线程的创建与管理、同步机制（如互斥锁、读写锁、原子操作）以及线程间通信的方式。我更看重的是，书中能否提供丰富的、具有实际操作性的代码示例，通过这些示例，我能够学习如何在Visual C++环境中编写高效、健壮的并行代码，并解决实际开发中遇到的性能问题。例如，我希望书中能包含如何并行化循环、如何使用并行集合、甚至是如何利用C++11/14/17引入的并行特性。此外，我也对书中关于性能调优的指导，以及如何利用Visual Studio的调试和性能分析工具来优化并行程序充满期待。这本书将是我在并行编程领域的一份宝贵财富，它将帮助我解锁应用程序的全部性能潜力。

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这本图书的装帧设计，采用了一种低饱和度的蓝色背景，搭配上白色的标题字体，显得既沉静又不失科技感，给人一种可靠、深入研究的印象。在我的职业生涯中，我经常需要面对那些需要极大计算资源的应用程序，例如大规模数据分析、复杂的科学模拟、或者需要实时渲染的图形应用。而如何有效地利用现代多核处理器来加速这些任务，一直是我不断探索的方向。并行编程，尤其是借助Microsoft Visual C++这样成熟且强大的开发工具，无疑是其中的关键。这本书的书名，"A Parallel Programming with Microsoft Visual C++"，精准地概括了我想学习和掌握的核心技能。我非常期待书中能够提供对并行编程底层机制的深入剖析，例如线程的生命周期管理、线程同步的各种机制（如锁、信号量、条件变量），以及它们在不同场景下的应用和权衡。我更看重的是书中能否提供大量真实世界的代码示例，通过这些例子，让我能够亲手实践，理解如何在Visual C++环境中编写高效、健壮的并行代码。我也希望书中能够介绍一些先进的并行编程模式和技术，比如如何利用任务并行库（TPL）来简化异步编程，或者如何使用并行算法库（PPL）来高效地执行并行计算。这本书不仅仅是一本技术指南，更是一种思维方式的引导，我希望通过它，能够全面提升我的编程能力，让我的应用程序在多核时代拥有更强的竞争力。

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这本书的设计风格，一种低调而稳重的蓝色调，让我感觉它是一本值得信赖的深度技术读物。在我过去的开发经历中，我经常在处理大数据分析、科学计算、图像处理等领域时，感受到计算能力的局限性。并行编程，尤其是在微软这个庞大的生态系统中，一直是我想要深入探索的领域。这本书的书名，"A Parallel Programming with Microsoft Visual C++"，准确地概括了我想要学习的内容。我迫切希望书中能够详细地解释并行编程的基本原理，例如进程和线程的区别与联系，以及它们在内存和资源上的共享与隔离。更重要的是，我期望书中能够提供一套系统的方法论，教我如何识别代码中的并行机会，如何设计并行算法，以及如何避免常见的并发问题，如数据竞争、死锁和活锁。我非常期待书中能够包含大量由浅入深的示例代码，涵盖从简单的“Hello, Parallel World”到复杂的并行数据处理、并行搜索等，让我能够通过实践来巩固理解。我特别关注书中是否会讲解Visual Studio的并行开发工具，例如并行任务库（TPL）、并行模式库（PPL）以及如何利用它们来简化并行程序的编写。我相信，这本书将是我掌握并行编程技术的宝贵财富，它将帮助我将我的应用程序性能提升到一个新的台阶，并为我打开更广阔的职业发展空间。

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这本书的封面上，Visual C++的Logo和象征并行计算的抽象图形巧妙地融合在一起，给我的第一印象是专业、严谨且充满前瞻性。作为一名软件工程师，我深知现代软件的性能瓶颈往往源于串行化的计算逻辑，而多核处理器的普及则为我们提供了前所未有的机遇。我一直对如何有效地利用这些多余的计算资源感到着迷，并一直在寻找一本能够系统性地讲解并行编程，并且能够落地到具体开发实践的书籍。这本书的书名，"A Parallel Programming with Microsoft Visual C++"，正是我一直在寻找的。我非常期待书中能够提供对并行编程核心概念的透彻讲解，包括但不限于线程管理、同步机制、内存模型以及并发数据结构。我相信，一本优秀的并行编程书籍，不仅需要讲解“是什么”，更要讲解“怎么做”，并且要解释“为什么这么做”。因此，我对书中能够提供的丰富实例代码和实际场景的应用抱有很高的期望，希望能够通过这些例子，我能够理解在实际项目中如何设计和实现高效的并行算法。我也特别希望书中能够探讨一些更高级的主题，比如并行模式、并行算法库（PPL）的使用，甚至是GPU计算的一些基础概念，这些都将对我未来的项目开发大有裨益。这本书的价值，我预感将不仅仅在于教会我如何编写并行代码，更在于重塑我的编程思维，让我能够以一种更适合现代硬件的视角来解决问题。

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我拿到这本书时，首先被它厚重的分量所折服，这预示着内容的深度和广度。在我的职业生涯中，我曾多次遇到计算密集型的任务，尝试过各种优化手段，但总觉得在充分利用现代硬件能力方面还有很大的提升空间。并行编程，特别是使用像Visual C++这样成熟且功能强大的平台，一直是我心中的一个重要课题。这本书的书名，"A Parallel Programming with Microsoft Visual C++"，就如同一个明确的灯塔，指引着我找到解决之道。我非常期待书中能够从最基础的线程模型讲起，清晰地阐述线程的创建、销毁、生命周期管理，以及如何进行线程间的通信。更重要的是，我希望书中能够详细讲解各种同步原语，如互斥锁、读写锁、信号量等，并解释它们在不同场景下的适用性，以及如何避免死锁和竞态条件等经典问题。我对书中能够提供的实际代码示例充满期待，希望它们能够覆盖从简单的并行计算到更复杂的任务调度，让我能够真正理解并行设计的原理。此外，我特别关注书中对Visual Studio中的并行编程工具的介绍，例如并行调试器、性能分析器等，我相信这些工具能够极大地提升我的开发效率和代码质量。这本书不仅是一本技术手册，更是一种思维方式的启迪，我渴望通过它，能够将我的程序设计提升到一个全新的高度，让它们能够在多核环境下释放出惊人的潜力。

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这本书的封面设计简洁大气，散发着一种沉静而专业的科技感，深深吸引了我。在如今这个多核处理器飞速发展的时代，并行编程的重要性不言而喻，而微软Visual C++的生态系统又是开发者们津津乐道的话题。我一直对如何高效地利用CPU的多个核心来加速我的应用程序感到好奇，尤其是在处理大型数据集、复杂计算或者需要实时响应的场景时。这本书的书名恰好点出了我一直以来寻找的解决方案，它承诺将理论与实践相结合，通过Microsoft Visual C++这一强大的工具，为我揭示并行编程的奥秘。我期待着书中能够深入浅出地讲解并行编程的核心概念，例如线程、进程、同步机制、锁、条件变量等等，并且能够提供大量的实例代码，让我能够亲手实践，体会并行编程带来的性能提升。同时，我也希望书中能够介绍一些高级的并行编程模式和技术，例如任务并行库（TPL）、并行算法库（PPL）等，这些都将是我在实际项目中非常有用的工具。此外，书中对于性能调优的指导，以及如何识别和避免常见的并行编程陷阱，也同样是我非常期待的部分。我希望作者能够分享一些实用的经验和技巧，帮助我写出既高效又健壮的并行代码。这本书不仅仅是关于技术，更是关于如何思考问题、如何设计解决方案，如何在一个瞬息万变的计算环境中保持竞争力。我深信，通过阅读这本书，我将能够打开一扇通往高性能计算世界的大门，为我的开发之路注入新的活力，解决那些过去看起来难以逾越的性能瓶颈。

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