Tematem książki „Programowanie równoległe i rozproszone” jest wykorzystanie maszyn wieloprocesorowych oraz sieci maszyn (klastrów lub gridów) do rozwiązywania złożonych zadań obliczeniowych. Praca jest obszerną monografią zawierającą trzy zasadnicze wątki dotyczące: wstępnych definicji i pojęć, narzędzi programistycznych oraz algorytmów i metod obliczeniowych. Omawiane są nowe architektury sprzętowe do realizacji obliczeń równoległych i rozproszonych, miary efektywności obliczeń równoległych a także podstawowe paradygmaty programowania równoległego. Dwa najdłuższe rozdziały zawierają szczegółowe opisy mechanizmów i narzędzi programowania współbieżnego oraz narzędzi służących do realizacji zdalnych wywołań (architektura klient-serwer). Prezentowane są mechanizmy i techniki programowania z wykorzystaniem narzędzi z różnych klas. Ostatni rozdział zawiera opis wybranych algorytmów z dziedziny algebry liniowej i nieliniowej, w tym także optymalizacji, wraz ze sposobami ich dekompozycji, równoległej implementacji oraz analizą poprawności.
Książka jest przeznaczona dla pracowników naukowych różnych specjalności rozwiązujących duże zadania obliczeniowe, pracowników firm zajmujących się budową złożonych systemów informatycznych, studentów studiów magisterskich i doktoranckich na kierunkach informatycznych, zarówno politechnik jak i uniwersytetów, a także osób zainteresowanych zdobyciem wiedzy w dziedzinie mechanizmów zrównoleglania obliczeń, nowoczesnych metod numerycznych oraz ich realizacji na maszynach wielordzeniowych, wieloprocesorowych i w sieciach komputerów. Praca jest przewodnikiem wystarczającym do samodzielnego pisania aplikacji współbieżnych, równoległych i rozproszonych działających w omawianych środowiskach sprzętowych. Omawiane w książce programy są do pobrania ze strony WWW. 

Spis treści

1. Wprowadzenie
1.1. Pojecia podstawowe
1.2. Przykłady zastosowania obliczen równoległych
2. Miary efektywnosci zrównoleglenia
2.1. Współczynnik przyspieszenia oraz wydajnosc. Prawo Amdahla oraz Gustafsona-Barsisa
2.2. Sprawnosc oraz skalowalność
3. Architektury maszyn równoległych
3.1. Najwazniejsze trendy na rynku procesorów
3.2. Klasyfikacja maszyn równoległych
3.3. Maszyny typu SISD
3.4. Maszyny typu SIMD
3.4.1. Maszyny SM-SIMD
3.4.2. Maszyny DM-SIMD
3.5. Maszyny MIMD
3.5.1. Maszyny SM-MIMD
3.5.2. Maszyny DM-MIMD
3.5.3. Klastry i gridy
3.5.3.1. Klastry
3.5.3.2. Gridy
4. Wprowadzenie do programowania równoległego
4.1. Podstawowe narzedzia słuzace do zrównoleglania
4.2. Elementy programowania wektorowego oraz wykorzystujacego karty graficzne (GPGPU)
4.2.1. Obliczenia z wykorzystaniem wektorowych jednostek wykonawczych
4.2.2. Obliczenia z wykorzystaniem kart graficznych
4.2.2.1. Wprowadzenie
4.2.2.2. Przykładowy program realizujacy obliczenia z wykorzystaniem GPU
4.3. Elementy programowania równoległego specyficzne dla maszyn z pamiecia wspólna
4.3.1. Procesy i wątki
4.3.2. Mechanizmy komunikacji i synchronizacji miedzy zadaniami
4.3.2.1. Wspólna pamieć
4.3.2.2. Zamek
4.3.2.3. Semafor
4.3.2.4. Bariera
4.3.2.5. Zmienne warunków i monitory
4.4. Elementy programowania równoległego specyficzne dla maszyn z pamiecia lokalna
4.4.1. Mechanizmy standardowe oparte na przesyłaniu komunikatów
4.4.2. Mechanizmy wirtualnej pamieci wspólnej
4.5. Elementy programowania równoległego specyficzne dla sieci komputerowych
4.5.1. Wstep
4.5.2. Sieci lokalne
4.5.3. Siec globalna
4.6. Podstawowe modele programów równoległych
5. Programowanie równoległe na komputerach wieloprocesorowych (wielordzeniowych) z pamiecia wspólna
5.1. Identyfikatory, uchwyty i nazwy obiektów
5.2. Funkcje systemowe systemu UNIX
5.2.1. Procesy
5.2.2. Potoki anonimowe – najprostsze narzedzie do komunikacji i synchronizacji
5.2.3. Potoki nazwane
5.2.4. Mechanizmy komunikacji miedzyprocesowej (IPC) Systemu V
5.2.4.1. Pamiec wspólna
5.2.4.2. Semafory w systemie UNIX
5.2.5. Kolejki komunikatów
5.3. Funkcje systemowe systemu MS Windows
5.3.1. Procesy
5.3.2. Potoki anonimowe
5.3.3. Potoki nazwane
5.3.4. Watki
5.3.4.1. Lokalne zmienne watku
5.3.4.2. Obiekt „sekcja krytyczna”
5.3.5. Pamiec wspólna
5.3.6. Kolejki komunikatów
5.3.7. Semafory w systemie Windows
5.3.7.1. Zamek
5.3.7.2. Obiekt „zdarzenie”
5.3.7.3. Oczekiwanie na wiele obiektów
5.4. Biblioteka Pthreads
5.4.1. Watki
5.4.2. Zmienne specyficzne, czyli prywatne zmienne watków w pamieci globalnej
5.4.3. Watki a sygnały
5.4.4. Zamek biblioteki Pthreads
5.4.5. Zamek czytelnicy–pisarze
5.4.6. Bariera
5.4.7. Zmienna warunku
5.4.7.1. Programy przykładowe
5.5. Watki w jezyku Java
5.5.1. Synchronizacja watków
5.6. Watki w jezyku C#
5.6.1. Synchronizacja watków
5.7. Dyrektywy zrównoleglajace OpenMP
5.7.1. Zmienne srodowiskowe
5.7.2. Dyrektywy srodowiska OpenMP
5.7.3. Funkcje biblioteczne
5.7.4. Przykładowe programy wykorzystujace dyrektywy OpenMP
6. Programowanie równoległe na komputerach wieloprocesorowych z pamiecia lokalna oraz w sieciach komputerowych oparte na przesyłaniu komunikatów . . . . . . . . . . . . . . . 186
6.1. Wprowadzenie
6.2. Mechanizm gniazdek
6.2.1. Przesyłanie danych bez tworzenia połaczenia
6.2.2. Ograniczenia komunikacji bezpołaczeniowej
6.2.3. Komunikacja przy uzyciu połaczen
6.2.4. Komunikacja synchroniczna i asynchroniczna
6.2.5. Obsługa wielu gniazdek jednoczesnie
6.2.5.1. Przepytywanie
6.2.5.2. Funkcja select
6.2.5.3. Uzycie wielu procesów lub watków
6.2.5.4. Komunikacja asynchroniczna
6.2.6. Wady biblioteki gniazdek
6.3. Interfejs MPI
6.3.1. Rozpoczecie i zakonczenie korzystania z MPI w programie
6.3.2. Komunikatory i grupy procesów
6.3.2.1. Operacje na grupach
6.3.2.2. Operacje na komunikatorach
6.3.2.3. Komunikatory zewnetrzne
6.3.3. Przesyłanie komunikatów
6.3.3.1. Funkcje komunikacji nieblokujacej
6.3.3.2. Typy pochodne i pakowanie danych
6.3.3.3. Ocena sposobów komunikacji – rekomendacje
6.3.4. Komunikacja kolektywna
6.3.4.1. Synchronizacja za pomoca bariery
6.3.4.2. Wysyłanie komunikatu do grupy procesów
6.3.4.3. Rozsyłanie danych miedzy członków grupy procesów
6.3.4.4. Zbieranie danych od grupy procesów
6.3.4.5. Komunikacja „wszyscy do wszystkich”
6.3.4.6. Operacje redukcji
6.3.5. Wirtualne topologie
6.3.6. Programy przykładowe
6.3.7. Podsumowanie
7. Programowanie rozproszone w srodowiskach sieciowych oparte na wywołaniach zdalnych procedur
7.1. Wprowadzenie
7.2. Architektura klient–serwer
7.3. RPC
7.4. RMI (Java)
7.5. CORBA
7.6. Usługi sieciowe (Web Services)
7.6.1. Współdziałanie
7.6.2. Format WSDL
7.6.3. Protokół SOAP
7.6.4. Standard UDDI
7.6.5. Architektura REST
7.6.6. Zalety, wady i perspektywy
7.7. Narzedzia RPC w srodowisku .NET
7.7.1. Serwer
7.7.2. Klient
7.7.3. Wybór metody przesyłania danych
7.7.4. Obiekty Singleton i dzierzawy
7.7.5. Obiekty aktywowane przez klienta
7.8. .NET Remoting a Web Services
7.9. Porównanie mechanizmów
8. Mechanizmy wirtualnej pamieci wspólnej
8.1. Co-Array Fortran
8.1.1. Kotablice i kowspółrzedne
8.1.2. Identyfikacja obrazów
8.1.3. Synchronizacja danych oraz sterowania w obrazach
8.1.4. Funkcje kolektywne
8.2. UPC – Unified Parallel C
8.2.1. Kompilacja i uruchamianie aplikacji
8.2.2. Deklaracja tablic dzielonych, ich partycja i alokacja
8.2.3. Zrównoleglanie petli
8.2.4. Tryby kontroli pamięci
8.2.5. Synchronizacja
8.2.6. Wskazniki
8.2.7. Kolektywne operacje wymiany danych
8.2.8. Kolektywne operacje obliczeniowe
8.2.9. Przykład sesji w klastrze
8.3. Dyrektywy zrównoleglajace OpenMP w klastrach
8.4. Linda
9. Przykłady równoległych metod obliczeniowych
9.1. Równoległe algorytmy synchroniczne
9.1.1. Rodzaje zrównoleglania
9.1.2. Rozwiazywanie układów równan liniowych
9.1.2.1. Zrównoleglenie kodu – algorytm eliminacji Gaussa
9.1.2.2. Zrównoleglenie metody – algorytm eliminacji Gaussa-Jordana
9.1.2.3. Zrównoleglenie zadania – metoda blokowa
9.1.3. Rozwiazywanie układów równan nieliniowych
9.1.4. Zadania optymalizacji
9.2. Algorytmy asynchroniczne
9.2.1. Algorytmy całkowicie asynchroniczne
9.2.1.1. Odwzorowania zwezajace w normie maksimum
9.2.1.2. Odwzorowania zachowujace porzadek (izotoniczne)
9.2.2. Obliczenia czesciowo asynchroniczne
9.2.2.1. Rozwiazywanie układów równan liniowych
9.2.2.2. Algorytm PageRank szeregowania linków w wyszukiwarce
Dodatek. Jezyk Fortran
D.1. Wprowadzenie
D.2. Podstawowe elementy jezyka Fortran 90 i 95
D.2.1. Standardowe typy danych
D.2.2. Typy danych definiowane przez uzytkownika
D.2.3. Dynamiczne struktury danych
D.2.4. Instrukcje sterujace
D.2.5. Podprogramy i moduły
D.3. Podstawowe elementy jezyka Fortran 2003
D.3.1. Obsługa danych i programowanie zorientowane obiektowo
D.3.2. Współdziałanie z jezykiem C
D.3.3. Wsparcie standardu IEEE dotyczacego liczb zmiennoprzecinkowych