Cilk Plus(실크 플러스): C/C++ 확장 차세대 병렬 프로그래밍

손바닥만 한 스마트폰에서도 멀티 코어가 기본이 되어 가는 요즘, 병렬 프로그래밍은 개발자에게 더는 선택이 아닌 필수가 되어가고 있습니다. 하지만 병렬 프로그래밍은 여전히 어려워서 배우기 쉽지 않습니다.

이 책은 C, C++ 확장 언어인 Cilk Plus를 다루고 있습니다. Cilk Plus는 C, C++ 차세대 병렬 프로그래밍 언어로서 사용이 매우 쉽고, 성능 또한 뛰어납니다.

기본적인 프로그램 문법만 알고 있다면, 병렬 프로그래밍이 낯선 프로그래머라도 이 책을 통해 Cilk Plus를 쉽게 배우고 실무에 활용하여 자신이 개발한 프로그램이 멀티 코어 환경에서 최고의 성능을 내도록 할 수 있습니다



■이 책의 구성

이 책은 다루는 내용에 따라 네 부분으로 나누어집니다.



Part 1 Cilk Plus 병렬 프로그래밍 개요

1장에서는 CPU의 변화를 통해 병렬 프로그램을 해야만 하는 이유를 설명하고 있습니다. 2장에서는 Cilk Plus의 설치와 간단한 사용법을 설명하고 있으며, 3장에서는 Cilk Plus가 가진 특성 및 동작 원리를 설명합니다.



Part 2 Cilk Plus의 사용

4장에서 9장까지는 Cilk Plus의 키워드와 리듀서, 배열 표기법을 설명합니다. 4장에서는 spawn의 개념과 cilk_spawn 키워드의 사용법을 설명하고, 5장에서는 for 문을 병렬 처리로 바꾸는 cilk_for 키워드를 설명합니다. 6장에서는 동기화 객체인 cilk_sync를 다루고, 7장은 여러 개의 스레드에서 공유되는 변수를 제어하는 리듀서를 설명합니다. 8장에서는 백터화 기법인 배열 표기법을 다루고, 9장에서는 Cilk Plus의 상태를 확인할 수 있는 런타임 함수를 설명합니다.



Part 3 Cilk Plus의 활용

10장과 11장에서는 Cilk Plus를 활용한 프로그램의 최적화와 활용 예제에 대해서 설명합니다. cilk_spawn과 cilk_for를 이용하여 프로그램을 최적화하는 방법과 간단한 이미지 프로세싱을 이용하여 Cilk Plus의 성능을 알아봅니다.



Part 4 병렬 프로그램의 디버그

12장에서는 병렬 프로그램에서 다양하게 나타날 수 있는 버그의 유형과 해결 방법에 대해서 설명합니다. 13장에서는 디버깅 도구를 이용하여 좀 더 쉽게 디버그하는 방법과 성능 향상을 위해 튜닝하는 방법을 설명합니다.

1장 병렬 프로그래밍 개요

01. 병렬지향으로

02. 병렬 처리와 병행 처리

03. 공짜 점심의 시대와 싱글 코어 시대의 쇠퇴

04. 병렬 처리 구분과 병렬 프로그램 시대

05. 병렬 프로그램의 어려운 점

06. 암달의 법칙

07. 인텔 PBB 병렬 프로그램

08. 인텔 Cilk Plus의 역사와 배경

09. 너무나 쉬운 Cilk Plus



2장 Cilk Plus 준비하기

01. Cilk Plus 프로그래밍을 시작하기 전에

02. 인텔 Parallel Studio 평가판 설치하기

03. Visual Studio 2010에 설정하기

04. Cilk Plus 버전 확인

05. Cilk Plus의 간편성



3장 Cilk Plus 개요 및 동작 원리

01. Cilk Plus의 4개 구조

02. Cilk Plus의 특징

03. Cilk Plus의 병렬 모형

04. Cilk Plus의 콘셉트

05. Cilk Plus 실행 모델

06. 워크-스틸링

07. 순차적 프로그램, OpenMP, Cilk Plus의 성능 비교

08. 다른 병렬 언어와 관계

09. 순차적 프로그램의 Cilk Plus로의 병렬화 절차



4장 cilk_spawn 키워드

01. cilk_spawn 키워드의 의미

02. cilk_spawn 키워드와 스레드 풀링

03. cilk_spawn 키워드 사용법

04. cilk_spawn 키워드의 사용 및 주의사항



5장 cilk_for 키워드

01. cilk_for 키워드 사용법

02. cilk_for 키워드의 본체 구현

03. for 문에서 cilk_for와 cilk_spawn의 의미

04. for 문에서 cilk_spawn을 사용할 때 문제점

05. cilk_for의 작업 분할 크기

06. cilk_for의 조건과 제한



6장 cilk_sync 키워드

01. cilk_sync 키워드 사용법

02. 암묵적 cilk_sync

03. 예외 처리



7장 리듀서

01. 리듀서의 의미

02. Cilk Plus의 리듀서 특성

03. 리듀서 사용 방법

04. C++ 리듀서 라이브러리

05. C 리듀서 라이브러리

06. 리듀서의 동작 원리

07. 리듀서의 사용 예

08. 사용자 정의 리듀서



8장 배열 표기법

01. 배열 표기법이란

02. 배열 표기법 설정 옵션

03. 배열 표기법의 문법

04 배열 표기법의 배열 선언

05. 배열 표기법의 사용

06. 요소 함수

07. SIMD 프라그마



9장 런타임 함수

01. 런타임 함수

02. 그 외 런타임 함수

03. 환경 변수 설정

04. Cilk Plus 언어의 특성 요약



10장 Cilk Plus 프로그램 최적화

01. 순차 프로그램의 최적화

02. cilk_for 키워드의 위치

03 cilk_spawn을 이용한 재귀 호출

04. cilk_spawn 대신 cilk_for의 사용

05. 동적 메모리 할당

06. 그 외 최적화 방안



11장 활용 예제

01. 사용자 정의 리듀서

02. 하노이의 탑

03. 영상 처리

04. Cilk Plus를 활용한 영상 처리



12장 디버그

01. 데이터 경합

02. 데이터 경합의 해결

03. 록의 문제

04. 폴스 셰어링

05. Cilk Plus 병렬 프로그램 디버깅



13장 디버깅 툴 활용

01. 인텔 Parallel Studio 소개

02. 에러의 탐지: Inspector XE 2011

03. 성능 분석 : 인텔 Vtune Amplifier XE 2011

04. 인텔 Parallel Debugger의 사용



INDEX

정영훈 저자 정영훈은 『SIMD』, 『OpenMP』, 『CUDA 병렬 프로그래밍』의 저자이며, 멀티 코어 CPU의 성능을 100% 발휘할 수 있도록 해주는 병렬, 분산 컴퓨팅 방법과 도구에 관심이 많다.