《多核多线程技术》课程大纲

1、PAGE 4 多核多线程技术 课程教学大纲 一、课程的基本信息 适应对象：信息工程专业。课程代码：39E01627学时分配：42赋予学分：2先修课程：C语言程序设计、数据结构、面向对象程序设计后续课程： 二、课程性质与任务本课程是信息工程专业的一门专业课程，具有很强的实用性。本课程的任务是使学生了解基于多核多线程的并行架构基本原理，掌握多核编程，多线程编程常用技术和方法。培养学生的并行计算应用程序的编程能力和实践应用能力。本课程的主要知识点包括面向多核架构、多线程技术、并行编程、OpenMP并性编程技术、并行程序优化等。三、教学目的与要求通过理论和实践教学，使学生掌握并性程序设计的基本思想和方

2、法，培养学生的基于多核，多线程的并行应用程序开发的基本能力，达到以下3个目标。 1. 知识教学目标: 理解和掌握多核架构，多线程同步，通信等基本原理，掌握基于OpenMP接口的并行程序设计和开发方法。2. 能力教学目标: 熟练使用Java,visual c+等工具来开发基于OpenMP接口的并行程序3. 思想教育目标: 了解并行计算，高性能计算的最新进展和目前的发展思路.四、教学内容与安排（一）课时分配按照课程内容，分成6个教学单元，各单元的课时安排如下表所示：单元学时分配小计讲授习题讨论实践1、概述222、多核多线程编程方法综述223、多核多线程程序性能分析664、多核多线程程序设计6285

3、、windows多核多线程编程64106、OpenMP并行编程与优化10414合 计321042 （二）教学内容安排第1单元概述【教学内容】1. 微处理器发展史2. 并行计算机 3. 片上多核处理器架构 4. 操作系统对多核处理器的支持方法 【教学重点及难点】教学重点：并行，多核。教学难点：多核架构，软件系统级多核支持。 【基本要求】了解并行计算基本概念；了解多核架构。【培养能力】 了解、掌握并行计算，多核基本知识。第2单元多核多线程编程方法综述【教学内容】1. 线程基本概念2. 线程同步3. 多核多线程编程模型4. 多核多线程编程的原则和要点【教学重点及难点】教学重点：线程、同步、多核多线程

4、编程模型。教学难点：同步与异步。【基本要求】了解线程、同步基本概念；掌握多核多线程编程基本模型；【培养能力】 了解、掌握线程、同步等基本概念。第3单元多核多线程程序性能分析【教学内容】1. 性能分析简介2. MKL数学核心函数库3. Thread Checker线程检查器4. Intel 多核处理器上的性能调优方法5. 深入理解intel多核处理器体系架构6. Intel多核处理器体系结构的相关优化【教学重点及难点】 教学重点：性能分析，调优常用方法。 教学难点：体系架构与优化【基本要求】了解性能分析原理；掌握性能分析常用方法；掌握MKL数学核心函数库；掌握intel多核体系架构下的优化方法。

5、【培养能力】 了解、掌握常用性能分析技术，并应用其进行intel多核体系架构下的多核多线程程序优化的基本能力。第4单元多核多线程程序设计【教学内容】1. 数据竞争、死锁与活锁2. 竞争激烈的锁技术3. 非阻塞算法4. 线程安全函数与库5. 存储问题6. Cache相关问题7. 面向高性能的数据组织【教学重点及难点】教学重点：多线程访问冲突及其阻塞式解决方法，非阻塞方法，线程安全库。教学难点：非阻塞原理，数据高效组织。【基本要求】了解常用多线程访问冲突解决办法；理解阻塞式方法、非阻塞式方法；掌握线程安全库；理解面向高性能的数据组织。【培养能力】了解、掌握常用多线程访问冲突解决办法和线程安全库，并

6、应用其进行简单多线程并发安全访问共享资源程序设计的能力。第5单元 windows多核多线程编程【教学内容】1. Windows API的线程库 2. 线程间通信3. 优先级调度4. 线程池技术【教学重点及难点】教学重点：API线程库、线程通信、调度。教学难点：通信、线程池技术。【基本要求】了解线程通信、调度基本原理和常用方法；掌握windows API线程库；【培养能力】了解、掌握线程通信、调度和windows API线程库，并应用其进行简单windows多线程程序设计的能力。第6单元 OpenMP并行编程与优化【教学内容】1. OpenMP编程简介 2. OpenMP循环并行化3. Open

7、MP并行区域编程4. OpenMP线程同步5. OpenMP多线程程序性能分析【教学重点及难点】教学重点：循环并行化、并行区域编程、OpenMP多线程程序性能分析。教学难点：循环并行化、性能分析。【基本要求】掌握OpenMP循环并行化方法；掌握OpenMP并行区域编程方法；掌握OpenMP多线程程序性能分析方法。【培养能力】了解、掌握OpenMP并行程序设计和性能分析常用方法，并应用其进行简单多线程程序设计的能力。五、教学设备和设施理论讲授与演示实验辅助的教学方法，适当使用多媒体教学设备。六、课程考核与评估本课程根据两个重要环节进行考核：平时成绩（40%）、期末考核（60%）。七、附录1.必备教材（1）多核多线程技术英特尔软件学院教材编写组. 上海：上海交通大学出版社 ，2011.012.参考资料（1）多核应用编程实战戈夫（美）. 北京： HYPERLINK /search/power_search/power_search.asp?key1=高等教育出版社 t _blank 人民邮电