软件系统优化电子书

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前言

第一部分 绪论

CHAPTER 1 第1章 开篇案例：矩阵乘法的性能优化

1.1 不同编程语言的实现

1.2 循环交换

1.3 编译器的不同优化级别

1.4 多核并行优化

1.5 循环分块

1.6 内建函数

1.7 本章小结

1.8 思考题

CHAPTER 2 第2章 系统优化方法论概述

2.1 后摩尔时代性能优化的驱动力

2.2 数据驱动的系统优化方法

2.3 从单点到全局的系统观

2.4 本章小结

2.5 思考题

第二部分 性能工程基础

CHAPTER 3 第3章 性能测量

3.1 测量方法

3.2 计时器的选择

3.3 数据收集策略

3.4 性能波动

3.5 测量开销

3.6 测量误差

3.7 本章小结

3.8 思考题

CHAPTER 4 第4章 基准评测

4.1 基准评测程序

4.2 标准化基准评测套件

4.3 基准评测的策略

4.4 阿姆达尔定律

4.5 古斯塔夫森定律

4.6 本章小结

4.7 思考题

CHAPTER 5 第5章 配置优化

5.1 基本概念

5.2 技术挑战

5.3 实验设计

5.4 基于机器学习的方法

5.5 领域知识驱动的方法

5.6 本章小结

5.7 思考题

CHAPTER 6 第6章 性能评价

6.1 评价目标的设定

6.2 评价方法的选择

6.3 评价指标的选择

6.4 数据的分析与解释

6.5 常见错误与规避方法

6.6 本章小结

6.7 思考题

第三部分 计算机体系结构优化

CHAPTER 7 第7章 处理器优化

7.1 五阶段处理器

7.2 流水线执行

7.3 超标量处理

7.4 乱序执行

7.5 推测执行

7.6 本章小结

7.7 思考题

CHAPTER 8 第8章 存储器优化

8.1 高速缓存

8.2 多核访存架构

8.3 编写缓存友好的代码

8.4 本章小结

8.5 思考题

CHAPTER 9 第9章 微体系结构性能分析

9.1 处理器性能的铁律

9.2 CPI分解方法

9.3 自顶向下的微体系结构分析方法

9.4 本章小结

9.5 思考题

CHAPTER 10 第10章 异构计算与编程

10.1 异构计算概述

10.2 并行编程框架

10.3 异构编程：SYCL

10.4 本章小结

10.5 思考题

第四部分 编译优化

CHAPTER 11 第11章 源程序级别的常见优化方法

11.1 程序的工作量

11.2 数据结构优化示例

11.3 程序逻辑优化

11.4 循环优化

11.5 函数优化

11.6 本章小结

11.7 思考题

CHAPTER 12 第12章 编译器概述

12.1 编译器的定义、分类及典型架构

12.2 符号表

12.3 程序运行时的内存组织

12.4 程序分析和优化

12.5 交叉编译

12.6 用编译器优化程序的迭代循环

12.7 本章小结

12.8 思考题

CHAPTER 13 第13章 目标指令集架构与汇编语言

13.1 编译与汇编语言

13.2 x86-64指令集架构

13.3 常用的汇编指令模式

13.4 浮点和向量化指令

13.5 本章小结

13.6 思考题

CHAPTER 14 第14章 C程序的汇编代码生成

14.1 C程序是如何被转换成汇编代码的

14.2 C程序转换成LLVM IR

14.3 LLVM IR转换成汇编程序

14.4 本章小结

14.5 思考题

CHAPTER 15 第15章 编译器的优化能力

15.1 编译分析/优化报告

15.2 编译器常见的优化能力

15.3 编译优化示例

15.4 编译优化的挑战

15.5 链接时间优化

15.6 本章小结

15.7 思考题

CHAPTER 16 第16章 程序插桩与优化机会识别

16.1 什么是程序插桩

16.2 二进制翻译助力程序插桩

16.3 利用插桩信息识别编译优化机会

16.4 本章小结

16.5 思考题

第五部分 专题讨论

CHAPTER 17 第17章 数据中心的性能优化

17.1 数据中心简介

17.2 混部应用的性能干扰检修

17.3 数据中心的性能分析

17.4 数据中心的性能评价

17.5 本章小结

17.6 思考题

CHAPTER 18 第18章 深度学习框架的优化

18.1 深度学习框架简介

18.2 优化基础

18.3 算子优化

18.4 基于计算图的优化

18.5 本章小结

18.6 思考题

参考文献

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