OpenMP3.1编程教程：并行化C/Fortran程序

"OpenMP简介是一篇教程，旨在介绍OpenMP3.1的主要特性，包括并行区域、工作共享、同步和数据环境的构建与指令。教程覆盖C和Fortran的示例，适合已有C/Fortran基础并行编程经验的学习者。OpenMP是一个由硬件和软件供应商联合定义的API，用于共享内存并行编程，支持多种架构。它由编译器指令、运行时库函数和环境变量三部分组成，旨在标准化、简化并行编程，并提高易用性和可移植性。" OpenMP是一个广泛使用的并行编程模型，特别适合于共享内存架构。它的API设计为跨平台，支持C、C++和Fortran编程语言。OpenMP的主要功能包括： 1. **并行区域(Parallel Regions)**: 通过`#pragma omp parallel`指令，开发者可以声明一段代码应以并行方式执行。每个线程都会执行这段代码，允许任务分配到多个处理器核心。 2. **工作共享 Construct (Work-sharing constructs)**: 包括`for`、`sections`和`single`指令，用于控制线程如何分担工作。例如，`#pragma omp for`可用于并行化循环，让每个线程处理循环的一部分。 3. **同步(Synchronization)**: OpenMP提供了多种同步工具，如`barrier`、`mutex`和`critical`。`barrier`指令确保所有线程在继续执行前都到达同一位置，`mutex`用于保护临界区以避免数据竞争，`critical`则确保同一时间只有一个线程执行特定代码段。 4. **数据环境(Data Environment)**: 通过`private`、`shared`、`firstprivate`、`lastprivate`和`reduction`等关键字，开发者可以指定变量在并行区域内的可见性和状态，管理数据共享和副本。 5. **运行时库函数(Runtime Library Functions)**: 除了编译器指令，OpenMP还提供了一系列库函数，如`omp_get_thread_num()`获取当前线程ID，`omp_set_nested()`控制嵌套并行性，以及`omp_in_parallel()`检查是否处于并行区域。 6. **环境变量(Environment Variables)**: 开发者可以通过设置环境变量来影响OpenMP的行为，如`OMP_NUM_THREADS`定义并行区域的线程数，`OMP_SCHEDULE`控制循环调度策略。 OpenMP的易用性体现在它允许程序员逐步并行化程序，而无需完全重写。这使得在现有串行代码基础上添加并行性成为可能。此外，其标准化特性确保了在不同平台上代码的一致性，提高了代码的可移植性。 学习OpenMP之前，建议对C或Fortran的基础和并行编程概念有一定了解。对于不熟悉并行计算的初学者，可以参考"Introduction to Parallel Computing"等相关资源以补充基础知识。通过本教程提供的示例代码和实验练习，读者将能够掌握OpenMP的核心概念和技术，从而高效地编写并行程序。