本文關(guān)鍵詞：OpenCL實(shí)戰(zhàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

OpenCL實(shí)戰(zhàn) 特色及評(píng)論

opencl(opencomputinglanguage)是第一個(gè)面向異構(gòu)系統(tǒng)通用目的并行編程的開放式、免費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，也是一個(gè)統(tǒng)一的編程環(huán)境。opencl當(dāng)前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種并行環(huán)境和不同行業(yè)領(lǐng)域。 　　《opencl實(shí)戰(zhàn)》是opencl編程的實(shí)踐指南，旨在介紹如何在實(shí)際的應(yīng)用程序中使用opengl解決問題。全書共16章和4個(gè)附錄。正文可以分為3個(gè)部分。第一部分是第1～10章，主要討論的是opencl語(yǔ)言及其各項(xiàng)功能。第二部分是第11～14章，展示如何用opencl來處理高性能計(jì)算領(lǐng)域會(huì)經(jīng)常碰到的大規(guī)模任務(wù)。*后一部分，包括15章和16章，展示如何用opencl來加速opengl應(yīng)用程序的執(zhí)行。附錄a介紹了sdk并演示如何安裝amd和nvidia所提供的sdk。附錄b討論了opengl和著色器程序開發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)。附錄c介紹如何安裝和使用mingw。附錄d討論了嵌入式opencl標(biāo)準(zhǔn)。 　　《opencl實(shí)戰(zhàn)》適合于需要在異構(gòu)平臺(tái)和并發(fā)環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)的專業(yè)人士閱讀，要求讀者有一定的c語(yǔ)言基礎(chǔ)�！�OpenCL實(shí)戰(zhàn)》也適合對(duì)opencl和高性能計(jì)算感興趣的讀者參考。

OpenCL實(shí)戰(zhàn) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

涵蓋opencl v. 1.1 　　學(xué)習(xí)如何加速圖形和計(jì)算 　　不管你的系統(tǒng)如何，計(jì)算能力總有富裕，可以挖掘。opencl就是這樣一門高性能編程語(yǔ)言，通過在多核cpu、圖像處理器以及不同的計(jì)算設(shè)備上運(yùn)行，來*大發(fā)揮系統(tǒng)的計(jì)算能力。opencl非常適用于對(duì)處理速度要求很高的任務(wù)，例如矢量計(jì)算、矩陣運(yùn)算以及圖形加速等等。 　　本書通過opencl將并行計(jì)算理論和高性能應(yīng)用程序?qū)嵺`完美融合在一起。首先直觀介紹基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。然后，再引入高速排序、圖像處理、矩陣運(yùn)算以及快速傅里葉變換等編程實(shí)例。此外，本書還對(duì)圖像加速的所有重要主題做了深入的介紹。大量富有挑戰(zhàn)性的例子也讓你通過不同的方面來編程實(shí)踐，加深理解。 　　本書具有以下特色： 　　● 循序漸進(jìn)學(xué)習(xí)opencl； 　　● 大量注釋詳盡的代碼； 　　● 經(jīng)過測(cè)試的高性能算法。 　　如果讀者具有c或c++的編程背景，對(duì)閱讀、理解本書會(huì)有所幫助，但并不需要讀者之前對(duì)opencl有任何了解。

OpenCL實(shí)戰(zhàn) 本書目錄

第一部分　opencl編程基礎(chǔ)
第1章　opencl簡(jiǎn)介　
1.1　opencl的來臨　
1.2　為什么是opencl　
1.2.1　可移植性　
1.2.2　標(biāo)準(zhǔn)化的向量處理　
1.2.3　并行編程　
1.3　類比：opencl處理和紙牌游戲　
1.4　opencl應(yīng)用程序的第一印象　
1.5　opencl標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展　
1.6　框架和sdk　
1.7　小結(jié)　

第2章　主機(jī)編程：基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　
2.1　基本數(shù)據(jù)類型　
2.2　獲取平臺(tái)信息　
2.2.1　創(chuàng)建平臺(tái)結(jié)構(gòu)　
2.2.2　獲取平臺(tái)信息　
2.2.3　示例代碼：測(cè)試平臺(tái)的擴(kuò)展　
2.3　訪問安裝設(shè)備　
2.3.1　創(chuàng)建設(shè)備結(jié)構(gòu)　
2.3.2　獲取設(shè)備信息　
2.3.3　示例代碼：測(cè)試設(shè)備擴(kuò)展　
2.4　通過上下文管理設(shè)備　
2.4.1　創(chuàng)建上下文　
2.4.2　獲取上下文信息　
2.4.3　上下文和引用計(jì)數(shù)　
2.4.4　示例代碼：檢查上下文的引用計(jì)數(shù)　
2.5　將設(shè)備代碼保存在程序中　
2.5.1　創(chuàng)建程序　
2.5.2　編譯程序　
2.5.3　獲取程序信息　
2.5.4　示例代碼：構(gòu)建來自多個(gè)源文件的程序　
2.6　將函數(shù)打包為內(nèi)核　
2.6.1　創(chuàng)建內(nèi)核　
2.6.2　獲取內(nèi)核信息　
2.6.3　示例代碼：獲取內(nèi)核信息　
2.7　用命令隊(duì)列保存內(nèi)核　
2.7.1　創(chuàng)建命令隊(duì)列　
2.7.2　入列內(nèi)核執(zhí)行命令　
2.8　小結(jié)　

第3章　主機(jī)編程：數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)劃分　
3.1　設(shè)置內(nèi)核參數(shù)　
3.2　緩存對(duì)象　
3.2.1　分配緩存對(duì)象　
3.2.2　創(chuàng)建子緩存對(duì)象　
3.3　圖像對(duì)象　
3.3.1　創(chuàng)建圖像對(duì)象　
3.3.2　獲取圖像對(duì)象的相關(guān)信息　
3.4　獲取緩存對(duì)象的相關(guān)信息　
3.5　內(nèi)存對(duì)象的傳輸命令　
3.5.1　讀/寫數(shù)據(jù)傳輸　
3.5.2　映射內(nèi)存對(duì)象　
3.5.3　內(nèi)存對(duì)象間的數(shù)據(jù)復(fù)制　
3.6　數(shù)據(jù)劃分　
3.6.1　循環(huán)和工作項(xiàng)　
3.6.2　工作項(xiàng)的大小和偏移量　
3.6.3　一個(gè)簡(jiǎn)單的一維例子　
3.6.4　工作組和計(jì)算單元　
3.7　小結(jié)　

第4章　內(nèi)核編程：數(shù)據(jù)類型和設(shè)備內(nèi)存　
4.1　內(nèi)核編程簡(jiǎn)介　
4.2　標(biāo)量數(shù)據(jù)類型　
4.2.1　訪問雙精度數(shù)據(jù)類型　
4.2.2　字節(jié)順序　
4.3　浮點(diǎn)計(jì)算　
4.3.1　浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型　
4.3.2　雙轉(zhuǎn)度數(shù)據(jù)類型　
4.3.3　half數(shù)據(jù)類型　
4.3.4　檢查ieee-754的兼容性　
4.4　向量數(shù)據(jù)類型　
4.4.1　首選向量寬度　
4.4.2　初始化向量　
4.4.3　讀取和修改向量分量　
4.4.4　字節(jié)順序和內(nèi)存訪問　
4.5　opencl設(shè)備模型　
4.5.1　內(nèi)核模型類比的第一部分：學(xué)校中學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)生　
4.5.2　設(shè)備模型類比的第二部分：設(shè)備上的工作項(xiàng)　
4.5.3　程序中的地址空間　
4.5.4　內(nèi)存對(duì)齊　
4.6　局部和私有內(nèi)核參數(shù)　
4.6.1　局部參數(shù)　
4.6.2　私有參數(shù)　
4.7　小結(jié)　

第5章　內(nèi)核編程：運(yùn)算符和函數(shù)　
5.1　運(yùn)算符　
5.2　工作組和工作項(xiàng)函數(shù)　
5.2.1　維度和工作項(xiàng)　
5.2.2　工作組　
5.2.3　示例應(yīng)用　
5.3　數(shù)據(jù)傳輸操作　
5.3.1　加載和保存同類型的數(shù)據(jù)　
5.3.2　將標(biāo)量數(shù)組加載保存到向量中　
5.3.3　將向量保存到標(biāo)量數(shù)組中　
5.4　浮點(diǎn)型函數(shù)　
5.4.1　算術(shù)運(yùn)算函數(shù)和取舍函數(shù)　
5.4.2　比較函數(shù)　
5.4.3　指數(shù)函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)　
5.4.4　三角函數(shù)　
5.4.5　其他類型的浮點(diǎn)函數(shù)　
5.5　整數(shù)函數(shù)　
5.5.1　加法函數(shù)和減法函數(shù)　
5.5.2　乘法運(yùn)算　
5.5.3　其他類型的整數(shù)函數(shù)　
5.6　混洗和選擇函數(shù)　
5.6.1　混洗函數(shù)　
5.6.2　選擇函數(shù)　
5.7　向量測(cè)試函數(shù)　
5.8　幾何函數(shù)　
5.9　小結(jié)　

第6章　圖像處理　
6.1　圖像對(duì)象和采樣器　
6.1.1　主機(jī)上的圖像對(duì)象：cl_mem　
6.1.2　主機(jī)上的采樣器；cl_sampler　
6.1.3　設(shè)備上的圖像對(duì)象：image2d_t和image3d_t　
6.1.4　設(shè)備上的采樣器：sampler_t　
6.2　圖像處理函數(shù)　
6.2.1　圖像讀取函數(shù)　
6.2.2　寫圖像函數(shù)　
6.2.3　圖像信息函數(shù)　
6.2.4　一個(gè)簡(jiǎn)單的例子　
6.3　圖像放縮和插值　
6.3.1　*鄰近插值　
6.3.2　雙線性插值　
6.3.3　用opencl編程放大圖像　
6.4　小結(jié)　

第7章　事件、性能分析及同步化　
7.1　主機(jī)提醒事件　
7.1.1　將事件和命令關(guān)聯(lián)　
7.1.2　將事件和回調(diào)函數(shù)作關(guān)聯(lián)　
7.1.3　主機(jī)提醒的例子　
7.2　命令同步事件　
7.2.1　等待列表和命令事件　
7.2.2　等待列表和用戶事件　
7.2.3　額外的命令同步函數(shù)　
7.2.4　獲取和事件關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)　
7.3　性能分析事件　
7.3.1　配置性能分析命令　
7.3.2　對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行性能分析　
7.3.3　對(duì)數(shù)據(jù)劃分進(jìn)行分析　
7.4　工作項(xiàng)同步化　
7.4.1　障礙和柵欄　
7.4.2　原子操作　
7.4.3　原子命令和互斥　
7.4.4　異步數(shù)據(jù)傳輸　
7.5　小結(jié)　

第8章　用c++開發(fā)　
8.1　初步了解　
8.1.1　向量和字符串　
8.1.2　異常　
8.2　創(chuàng)建內(nèi)核　
8.2.1　平臺(tái)、設(shè)備以及上下文　
8.2.2　程序和內(nèi)核　
8.3　內(nèi)核參數(shù)和內(nèi)存對(duì)象　
8.3.1　內(nèi)存對(duì)象　
8.3.2　通用數(shù)據(jù)參數(shù)　
8.3.3　局部?jī)?nèi)存參數(shù)　
8.4　命令隊(duì)列　
8.4.1　創(chuàng)建commandqueue對(duì)象　
8.4.2　入列內(nèi)核執(zhí)行命令　
8.4.3　讀寫命令　
8.4.4　內(nèi)存映射和復(fù)制命令　
8.5　事件處理　
8.5.1　主機(jī)提醒　
8.5.2　命令同步化　
8.5.3　性能分析事件　
8.5.4　另外的事件函數(shù)　
8.6　小結(jié)　

第9章　用java和python來開發(fā)　
9.1　aparapi　
9.1.1　aparapi安裝　
9.1.2　kernel類　
9.1.3　工作項(xiàng)和工作組　
9.2　javacl　
9.2.1　javacl安裝　
9.2.2　javacl開發(fā)概述　
9.2.3　用javacl來創(chuàng)建內(nèi)核　
9.2.4　設(shè)定內(nèi)核參數(shù)以及入列命令　
9.3　pyopencl　
9.3.1　pyopencl安裝和許可　
9.3.2　pyopencl開發(fā)概述　
9.3.3　用pyopencl創(chuàng)建內(nèi)核　
9.3.4　設(shè)置參數(shù)和執(zhí)行內(nèi)核　
9.4　小結(jié)　

第10章　通用編程原則　
10.1　全局大小和局部大小　
10.1.1　找出工作組大小的上限值　
10.1.2　測(cè)試內(nèi)核和設(shè)備　
10.2　數(shù)值歸并　
10.2.1　opencl的歸并算法　
10.2.2　使用向量提升歸并運(yùn)算的速度　
10.3　工作組間的同步化　
10.4　設(shè)計(jì)高性能內(nèi)核的10條技巧　
10.5　小結(jié)　

第二部分　用opencl來編程實(shí)現(xiàn)實(shí)際的算法
第11章　歸并與排序　
11.1　mapreduce　
11.1.1　mapreduce簡(jiǎn)介　
11.1.2　mapreduce和opencl　
11.1.3　mapreduce例子：字符串查找　
11.2　雙調(diào)排序　
11.2.1　理解雙調(diào)排序算法　
11.2.2　用opencl來實(shí)現(xiàn)雙調(diào)排序　
11.3　基數(shù)排序　
11.3.1　理解基數(shù)排序　
11.3.2　用向量實(shí)現(xiàn)基數(shù)排序　
11.4　小結(jié)　

第12章　矩陣和qr分解　
12.1　矩陣轉(zhuǎn)置　
12.1.1　矩陣簡(jiǎn)介　
12.1.2　矩陣轉(zhuǎn)置的理論和實(shí)現(xiàn)　
12.2　矩陣乘法　
12.2.1　矩陣乘法理論　
12.2.2　用opencl編程實(shí)現(xiàn)矩陣乘法　
12.3　householder變換　
12.3.1　向量投影　
12.3.2　向量反射　
12.3.3　外積和householder矩陣　
12.3.4　用opencl編程實(shí)現(xiàn)向量反射　
12.4　qr分解　
12.4.1　計(jì)算householder向量和r矩陣　
12.4.2　計(jì)算householder矩陣和矩陣q　
12.4.3　用opencl編程實(shí)現(xiàn)qr分解　
12.5　小結(jié)　

第13章　稀疏矩陣　
13.1　差分方程和稀疏矩陣　
13.2　稀疏矩陣的存儲(chǔ)以及harwell-boeing數(shù)據(jù)集　
13.2.1　harwell-boeing數(shù)據(jù)集簡(jiǎn)介　
13.2.2　訪問matrix market文件中的數(shù)據(jù)　
13.3　*速下降法　
13.3.1　正定矩陣　
13.3.2　*速下降法理論　
13.3.3　用opencl編程實(shí)現(xiàn)sd算法　
13.4　共軛梯度法　
13.4.1　正交化和共軛　
13.4.2　正交化和gram-schmidt法　
13.4.3　共軛梯度法　
13.5　小結(jié)　

第14章　信號(hào)處理和快速傅里葉變換　
14.1　頻率分析簡(jiǎn)介　
14.2　離散傅里葉變換　
14.2.1　dft背后的理論　
14.2.2　opencl和dft　
14.3　快速傅里葉變換　
14.3.1　dft的三條性質(zhì)　
14.3.2　構(gòu)建快速傅里葉變換　
14.3.3　用opencl來實(shí)現(xiàn)fft　
14.4　小結(jié)　

第三部分　用opencl來加速opengl
第15章　將opencl和opengl結(jié)合　
15.1　在opengl和opencl之間共享數(shù)據(jù)　
15.1.1　創(chuàng)建opencl上下文　
15.1.2　在opengl和opencl之間共享數(shù)據(jù)　
15.1.3　同步化對(duì)共享數(shù)據(jù)的訪問　
15.2　獲取信息　
15.2.1　獲取opengl對(duì)象和紋理信息　
15.2.2　獲取opengl上下文的相關(guān)信息　
15.3　基本的互操作例子　
15.3.1　初始化opengl操作　
15.3.2　初始化opencl操作　
15.3.3　創(chuàng)建數(shù)據(jù)對(duì)象　
15.3.4　執(zhí)行內(nèi)核　
15.3.5　渲染圖形　
15.4　互操作和動(dòng)畫　
15.4.1　確定頂點(diǎn)數(shù)據(jù)　
15.4.2　動(dòng)畫和顯示　
15.4.3　執(zhí)行內(nèi)核　
15.5　小結(jié)　

第16章　紋理和渲染緩存　
16.1　圖像濾波　
16.1.1　高斯模糊　
16.1.2　圖像銳化　
16.1.3　圖像浮雕化　
16.2　用opencl來對(duì)紋理濾波　
16.2.1　init_gl函數(shù)　
16.2.2　init_cl函數(shù)　
16.2.3　configure_shared_data函數(shù)　
16.2.4　execute_kernel函數(shù)　
16.2.5　display函數(shù)　
16.3　小結(jié)　

附錄a　安裝和使用軟件開發(fā)包　
a.1　了解opencl sdk　
a.1.1　檢查設(shè)備的兼容性　
a.1.2　opencl頭文件和庫(kù)文件　
a.2　windows上的opencl　
a.2.1　在windows上安裝amd顯卡驅(qū)動(dòng)　
a.2.2　用amd顯卡來編譯windows應(yīng)用程序　
a.2.3　在windows上安裝nvidia的顯卡驅(qū)動(dòng)　
a.2.4　用nvidia顯卡來編譯windows應(yīng)用程序　
a.3　linux上的opencl　
a.3.1　在linux上安裝amd的顯卡驅(qū)動(dòng)　
a.3.2　在linux上安裝nvidia顯卡驅(qū)動(dòng)　
a.3.3　在linux上編譯opencl應(yīng)用程序　
a.4　在mac os上安裝opencl　
a.5　小結(jié)　

附錄b　用opengl作實(shí)時(shí)渲染　
b.1　安裝opengl　
b.1.1　在windows上安裝opengl 
b.1.2　在linux上安裝opengl 
b.1.3　在mac os上安裝opengl　
b.2　在主機(jī)上開發(fā)opengl應(yīng)用程序　
b.2.1　將數(shù)據(jù)放到頂點(diǎn)緩存對(duì)象(vbo)之中　
b.2.2　配置頂點(diǎn)屬性　
b.2.3　編譯和部署著色器　
b.2.4　啟動(dòng)渲染過程　
b.3　開發(fā)著色器程序　
b.3.1　著色器編程簡(jiǎn)介　
b.3.2　頂點(diǎn)著色器　
b.3.3　片段著色器　
b.4　用glut來創(chuàng)建opengl窗口　
b.4.1　配置和創(chuàng)建窗口　
b.4.2　事件處理　
b.4.3　顯示窗口　
b.5　將opengl和glut結(jié)合　
b.5.1　glut/opengl初始化　
b.5.2　設(shè)置視窗(viewport)　
b.5.3　渲染模型　
b.6　添加紋理　
b.6.1　在主機(jī)應(yīng)用程序中創(chuàng)建紋理　
b.6.2　頂點(diǎn)著色器中的紋理映射　
b.6.3　在片段著色器中使用紋理　
b.7　小結(jié)　

附錄c　面向windows和opencl的*簡(jiǎn)gnu　
c.1　在windows下安裝mingw　
c.1.1　獲取并運(yùn)行圖形安裝工具　
c.1.2　在mingw下安裝新工具　
c.2　編譯mingw可執(zhí)行程序　
c.2.1　用mingw編譯helloworld!　
c.2.2　gnu編譯器　
c.3　makefiles　
c.3.1　gnu makefile的結(jié)構(gòu)　
c.3.2　目標(biāo)和偽目標(biāo)　
c.3.3　簡(jiǎn)單的makefile例子　
c.4　編譯opencl應(yīng)用程序　
c.5　小結(jié)　

附錄d　appendix d移動(dòng)設(shè)備上的opencl　
d.1　數(shù)值處理　
d.2　圖像處理　
d.3　小結(jié)　

OpenCL實(shí)戰(zhàn) 相關(guān)資料

“全面覆蓋了一個(gè)難度頗高的話題……極好地解釋了相關(guān)概念。”
　　——john h. ryan iii，princigration llc

　　“功課十足，值得一讀。很難在其他地方找到這么好的資料�！�
　　——seth price，猶他州立大學(xué)

　　“通過精心挑選的例子，對(duì)opencl進(jìn)行了透徹的解釋�！�
　　——jrn dinkla, 咨詢師

　　“顯然是*好的opencl參考書、動(dòng)手教程，，更兼有很多超贊的現(xiàn)實(shí)例子�！�
　　——olivier chafik javacl和scalacl創(chuàng)始人

OpenCL實(shí)戰(zhàn) 作者介紹

Matthew Scarpino 有12年為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)高性能應(yīng)用程序的經(jīng)驗(yàn)。他也是《Programming the Cell Processor》一書的作者。

OpenCL實(shí)戰(zhàn)

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