共享存储并行编程详解：OpenMP与ANISIX3H5/POSIX模型

本章节来自《并行计算—结构·算法·编程》（修订版）一书，由陈国良教授编著，是中国高等教育出版社出版的面向21世纪的教学教材。该部分主要探讨的是共享存储系统在并行编程中的应用，针对的是计算机科学与工程专业的高级学生和研究人员。 在第十三章"共享存储系统并行编程"中，作者首先介绍了共享存储并行编程的基本概念和两种主要环境：纯共享存储环境，即所有处理器可以直接访问同一内存空间，以及虚拟共享存储环境，通过网络或远程直接内存存取（RDMA）技术模拟共享内存。这种编程方式适用于数据局部性较好的任务，如数值计算。 ANISX3H5和POSIX是早期的共享存储编程模型，它们为程序员提供了统一的接口来编写跨平台的并行程序。ANISX3H5主要针对批处理环境，而POSIX则更加注重实时和交互式系统。 章节的核心部分是OpenMP（开放并行运行环境）标准的讨论。OpenMP是一种广泛应用的并行编程模型，它允许在单个进程中利用多核处理器。作者详细阐述了OpenMP的各个方面，包括简介其设计理念，如工作共享（work-sharing）和数据并行（data-parallelism）模式；编译指导语句，如#pragma omp parallel和#omp sections，用于指定并行执行区域；以及OpenMP运行库例程，如barrier和critical sections，用于控制并行进程间的同步。 此外，环境变量在OpenMP中也起着关键作用，它们帮助程序员管理并行程序的配置和调试。OpenMP为程序员提供了一套简单易用的工具，使他们在编写并行代码时能够有效地利用多核资源，降低学习曲线。 本章节内容覆盖了并行计算的多个层面，不仅涉及硬件基础，还深入到并行算法和编程技巧，旨在帮助读者理解并行计算中的核心概念，掌握如何在共享存储系统中高效地进行并行编程。无论是对学术研究还是工程实践，这一章都是理解现代并行计算的重要组成部分。