Архитектура параллельных вычислительных систем. Многопоточность

Содержание лекции

1. Определения
2. Библиотека POSIX Threads
3. Печать символов с использованием потоков (C-стиль)
4. sum(a[i]^2) – непосредственный возврат результата
5. sum(a[i]^2) – возврат результата через аргумент
6. Обертка из классов над pthread
7. Многопоточность в C++
8. sum(a[i]^2) – C++: использование
9. Модели многопоточных приложений
10. Механизмы синхронизации. Мьютексы
11. Механизмы синхронизации. Семафоры
12. Задача о кольцевом буфере
13. Условные переменные
14. Блокировки чтения-записи
15. Читатели-писатели с общим одномерным массивом
16. Барьеры
17. Open Multi-Processing (OpenMP)
18. OpenMP. Простейшая программа
19. OpenMP. Применение критических секций
20. OpenMP. Использование свертки и распараллеливания циклов

• Презентация лекции

Видеозапись лекций и семинаров

• 2020 год. Pthread. Лекция, часть1. Основы

• 2020 год. Pthread. Лекция, часть2. Мьютексы. Семафоры. Условные переменные

• 2020 год. Pthread. Лекция, часть3 + материалы семинара. Блокировки. Барьеры

• 2020 год. Pthread. Лекция, часть4 + материалы семинара. OpenMP

Примеры использования pthread

1. Pthread. Простое многопоточное приложение

2. Pthread. Прямое использование для нахождения суммы квадратов элементов массива

3. Pthread. Использование указателя на аргумент для возврата результата вычислений суммы квадратов элементов массива

4. Pthread. Простейшая обертка из классов над библиотекой потоков

5. Thread. Использование стандартной библиотеки C++ для вычисления суммы квадратов элементов массива

6. Phread. Перемножение матриц. Начальная постановка задачи

7. Phread + Мьютексы. Перемножение матриц. Добавление мьютексов для синхронизации очереди вывода данных

8. Phread + Семафоры. Задача о кольцевом буфере. Использование семафоров для синхронизации потоков

9. Phread + Условные переменные. Задача о кольцевом буфере. Использование условных переменных для синхронизации потоков

10. Phread + Блокировки. Читатели-писатели с общим одномерным массивом. Использование блокировок

11. Phread + Барьеры. Использование барьеров для синхронизации данных

Примеры использования OpenMP

1. OpenMP. Многопоточный вывод "Hello World"

2. OpenMP. Использование критической секции. Шаг 1

3. OpenMP. Использование критической секции. Шаг 2

4. https://youtu.be/K9tmIeqNclI

   OpenMP. Использование критической секции. Шаг 3

5. OpenMP. Вычисление интеграла с использованием редукции

Используемые источники информации

1. Уильямс Энтони. C++. Практика многопоточного программирования. — СПб.: Питер, 2020. — 640 с.
2. Грегори Р. Эндрюс. Основы многопоточного, параллельного и распределенного программирования. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2003.
3. Википедия. Многопоточность
4. Википедия. Поток выполнения
5. Википедия. Процесс (информатика)
6. Википедия. POSIX Threads