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株式会社カットシステム
書籍
「並列コンピューティングの基礎」

パーソナルな環境で実践的に学ぶ
並列コンピューティングの基礎

表紙画像

著者	北山洋幸
判型	B5変型、488頁
ISBN	978-4-87783-467-8
価格	本体5,000円
発行日	2019年 7月10日（初版第1刷）
備考	ダウンロードサービス：学習に使えるサンプルファイル

本書について

　近年になり、メニーコアを活用するOpenMP、アクセラレータを活用するOpenCL、OpenACC、ベクトル演算を可能にしたSIMD命令などといった環境を、フリーまたは安価に使用できるようになりました。それを受けて本書は、これらの並列処理の入門と、それぞれの利点や欠点、あるいは目的の違いなどについて解説します。

対象読者

並列コンピューティング入門者
SIMD、スレッド、OpenMP、OpenCL、OpenACCなどのプログラミング入門者
さまざまな並列化手法の間にある違いを知りたい人
並列処理と同期の入門者

内容見本PDF（約1.2MB）

目次

第1章　コンピュータ概論

1.1　ハードウェアから観察したコンピュータの構成
1.2　ソフトウェアから観察したコンピュータの構成
1.3　データモデル

第2章　CPU概論

2.1　CPUとは
2.2　CPUの内部構成
2.3　アドレス変換器
2.4　命令デコーダ
2.5　レジスタ群
2.6　制御器
2.7　CPUはどうやって命令を処理するのか
2.8　CPUの変遷
2.9　レジスタとは
2.10　実際のレジスタ
2.11　CPUの分類
2.12　まとめ

第3章　メモリ概論

3.1　ハードウェアから観察したメモリの構成
3.2　メモリの種類
3.3　データの流れ
3.4　キャッシュメモリ
3.5　RAMとROM
3.6　メモリとアドレス
3.7　二次記憶装置とは

第4章　並列化概論

4.1　逐次処理と並列処理
4.2　並列化の分類
4.3　並列化の限界
4.4　並列化の課題

第5章　スレッド

5.1　シングルスレッドとマルチスレッドの基礎
5.2　シングルスレッドプログラムとマルチスレッドプログラムの詳細
5.3　簡単なスレッドプログラム
5.4　1次元配列同士の乗算

第6章　OpenMP

6.1　概要
6.2　簡単なOpenMPプログラム
6.3　OpenMPらしいプログラム
6.4　指示文
6.5　共有変数とプライベート変数
6.6　1次元配列同士の乗算

第7章　OpenACC

7.1　概要
7.2　ディレクティブベースの魅力
7.3　OpenACCの機能
7.4　指示文の概要
7.5　データの移動
7.6　はじめてのプログラム
7.7　kernelディレクティブとparallelディレクティブ
7.8　dataディレクティブ
7.9　1次元配列同士の乗算

第8章　OpenCL

8.1　概論
8.2　データ並列とタスク並列
8.3　OpenCL C言語
8.4　はじめてのプログラム
8.5　1次元配列同士の乗算

第9章　ベクトル化

9.1　SIMDとは
9.2　SIMDの概要
9.3　SIMD命令で扱うデータ形式
9.4　SIMD命令とは
9.5　GPGPUのベクトル命令（SIMD）
9.6　はじめてのプログラム
9.7　1次元配列同士の乗算
9.8　OpenCLのベクトル

第10章　行列の積

10.1　逐次
10.2　OpenMP
10.3　OpenACC
10.4　OpenCL

第11章　メモリ

11.1　メモリアクセスとキャッシュメモリ
11.2　2次元配列の全要素を変更
11.3　データを局所化
11.4　OpenMPのメモリ
11.5　OpenACCのメモリ
11.6　OpenCLのメモリ
11.7　SIMDとメモリ

第12章　並列と同期

12.1　Fork-Joinモデル
12.2　処理内容
12.3　スレッドと同期
12.4　OpenMPと同期
12.5　OpenACCと同期
12.6　OpenCLと同期

第13章　OpenMPのリファレンス

13.1　指示文
13.2　simd関連の構文
13.3　target関連の構文
13.4　指示句
13.5　実行時ライブラリ
13.6　環境変数

第14章　OpenACCのリファレンス

14.1　Accelerator Computeディレクティブ
14.2　dataディレクティブ
14.3　enter dataとexit dataディレクティブ（OpenACC 2.0）
14.4　loopディレクティブ
14.5　実行時ライブラリ

第15章　OpenCLのリファレンス

15.1　OpenCL API
15.2　OpenCL構造体
15.3　OpenCL組込み関数