共享内存编程:线程与OpenMP简介
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"共享内存编程:线程与OpenMP" 在CS267的第六次讲座中,主题聚焦于共享内存编程,主要讨论了使用线程和OpenMP进行并行编程。OpenMP是一种广泛应用的并行编程接口,特别适合于共享内存多处理器系统。讲座中可能涵盖了从基础概念到实际应用的多个方面。 首先,讲解了使用线程进行并行编程的概念。线程是程序中的执行单元,可以动态创建,甚至在程序执行过程中产生。每个线程拥有自己的私有变量,如局部栈变量,同时也有共享变量,如静态变量、共享公共块或全局堆。通过读写共享变量,线程之间实现隐式通信。为了确保数据一致性,线程间的同步操作是必不可少的,这涉及到各种同步原语,如锁、条件变量等。 接下来,讲座转向了OpenMP并行编程。OpenMP提供了一组编译器指令和库函数,使得程序员能够方便地在C、C++和Fortran中编写并行代码。OpenMP支持动态创建线程、任务调度、并行区域以及多种同步机制,如互斥锁(mutexes)和屏障(barriers)。OpenMP的教程和资源包括NERSC(美国国家能源研究科学计算中心)、LLNL(劳伦斯利弗莫尔国家实验室)、U.Wisconsin(威斯康星大学)以及OpenMP官方网站提供的材料。 此外,讲座可能还涉及了性能比较,分析了使用线程和OpenMP进行并行计算的效率和优劣。这通常涉及到对并行度的选择、负载平衡、通信开销以及缓存行为等因素的影响。性能比较有助于理解何时选择哪种并行模型,以及如何优化代码以最大化性能。 最后,讲座总结了共享内存模型的关键点,可能还包括了其他共享内存模型的提及,如CILK和TBB(英特尔的Threading Building Blocks),它们提供了不同的并行编程范式和工具。 这个讲座深入浅出地介绍了共享内存环境下的并行编程,不仅探讨了线程的基本原理,还详细阐述了OpenMP的使用,对于理解和实践并行计算具有很高的价值。
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