共享内存编程：线程与OpenMP简介

"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。