多核并行編程培訓(xùn)課程
課程名稱:多核并行編程與并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
培訓(xùn)對象
系統(tǒng)軟件工程師、高性能計(jì)算應(yīng)用開發(fā)人員、后端服務(wù)開發(fā)者。
培訓(xùn)目標(biāo)
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掌握多線程編程的基本模型(POSIX 線程、OpenMP、C++ 線程)。
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理解并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)原理與設(shè)計(jì)模式。
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能夠分析并解決多核編程中的性能瓶頸與并發(fā)問題。
培訓(xùn)內(nèi)容介紹
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并行計(jì)算基礎(chǔ):并行性與并發(fā)性的區(qū)別;任務(wù)并行 vs 數(shù)據(jù)并行;Amdahl 定律與 Gustafson 定律。
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線程與進(jìn)程:進(jìn)程與線程的資源開銷對比;POSIX 線程的創(chuàng)建、管理與同步;C++11 線程庫的使用。
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同步原語:互斥鎖(Mutex)的實(shí)現(xiàn)原理;讀寫鎖(RWLock)的適用場景;信號量(Semaphore)與條件變量(Condition Variable)。
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原子操作與無鎖編程:原子操作的硬件支持(CAS、LL/SC);C++11 原子庫;無鎖編程的 ABA 問題與內(nèi)存順序。
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并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):并發(fā)隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)(鎖隊(duì)列、無鎖隊(duì)列);并發(fā)哈希表的設(shè)計(jì);并發(fā)計(jì)數(shù)器與性能伸縮性問題。
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鎖的優(yōu)化技術(shù):細(xì)粒度鎖與鎖分桶;讀寫鎖的優(yōu)化;自旋鎖與互斥鎖的選擇;避免死鎖的設(shè)計(jì)模式。
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OpenMP 并行編程:OpenMP 的并行區(qū)域;工作共享結(jié)構(gòu)(for、sections、task);數(shù)據(jù)環(huán)境與變量共享;同步機(jī)制(critical、atomic、barrier)。
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任務(wù)級并行:任務(wù)的概念與任務(wù)調(diào)度;C++ 任務(wù)并行庫(Task Parallelism);線程池的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
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偽共享與緩存一致性:緩存行的概念;偽共享(False Sharing)的識別與避免;數(shù)據(jù)對齊與填充技術(shù)。
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并發(fā)編程模式:生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式;工作竊。╓ork Stealing)算法;流水線并行模式。
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并發(fā)程序的調(diào)試與測試:數(shù)據(jù)競爭檢測(Helgrind、ThreadSanitizer);死鎖檢測;并發(fā)程序的壓力測試方法。
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綜合實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目:設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個高性能并發(fā)哈希表,支持無鎖讀與細(xì)粒度鎖寫,并測試其在多核環(huán)境下的性能擴(kuò)展性。
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服務(wù)優(yōu)勢:
豐富專家資源,精準(zhǔn)匹配相關(guān)行業(yè),相關(guān)項(xiàng)目技術(shù)精英,面向用戶實(shí)際需求,針對性培訓(xùn)或咨詢,互動式交流,案例教學(xué),精品小班,實(shí)際工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)分享,快捷高效,節(jié)省時(shí)間與金錢,少走彎路與錯路。
專家力量:
中國科學(xué)院相關(guān)研究所高級研究人員
西門子,TI,vmware,MSC,Ansys,MDI,Mentor, candence,Altium,Atmel 、Freescale,達(dá)索,華為等
大型公司高級工程師,項(xiàng)目經(jīng)理,技術(shù)支持專家
中科信軟培訓(xùn)中心,資深專家或講師
大多名牌大學(xué),碩士以上學(xué)歷,相關(guān)學(xué)歷背景專業(yè),理論素養(yǎng)高
多年實(shí)際項(xiàng)目實(shí)踐,大型復(fù)雜項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)案例分享,熱情,樂于技術(shù)分享
針對客戶實(shí)際需要,真實(shí)案例演示,互動式溝通,學(xué)有所值