OpenMP并行计算程序设计基础知识详解

OpenMP并行计算程序设计基础 OpenMP是一种共享内存并行系统的多线程程序设计标准，由The Board of the OpenMP Architecture Review Board（ARB）提出。目前，OpenMP仅支持C、C++和Fortran语言。由于OpenMP是一种共享存储的标准，所以在非共享存储系统上不能使用，如集群（Cluster）（目前在非共享存储系统上并行主要采用MPI）。 OpenMP提供了对并行算法的抽象描述，程序员只需在源代码中加入专用的pragma来指明，编译器将自动将程序进行并行。OpenMP主要应用于个人计算机上进行并行计算，可以提高程序的执行效率。 一个简单的OpenMP例子： 首先启动Visual Studio 2010，新建一个C++的控制台应用程序，然后在项目解决方案资源管理器上选择项目名称，点击右键，选择“属性”，在属性页上左侧选择“配置属性”——“C/C++”——“语言”，然后在右侧“OpenMP支持”后选择“是（/openmp）”。在cpp文件中添加代码，包括头文件、循环测试函数和main函数。 OpenMP概述： OpenMP是一种共享内存并行系统的多线程程序设计标准，主要应用于个人计算机上进行并行计算。OpenMP提供了对并行算法的抽象描述，程序员只需在源代码中加入专用的pragma来指明，编译器将自动将程序进行并行。 并行数目与并形体对运行效率的影响： 并行数目和并形体对运行效率的影响是OpenMP中的一個重要概念。并行数目是指程序中并行执行的线程数目，而并形体是指程序中并行执行的区域。并行数目和并形体的选择对程序的执行效率有很大的影响。 求π例子： 求π是一个经典的并行计算问题，使用OpenMP可以轻松地实现该问题的并行计算。通过使用OpenMP提供的pragma指令，可以将循环结构并行化，从而提高程序的执行效率。 循环结构的并行： 循环结构是OpenMP中的一种基本结构，用于实现并行计算。OpenMP提供了多种循环结构，包括范围条件、shedule条件和threadprivate指令等。这些结构可以根据不同的情况选择合适的循环结构来实现并行计算。 分段并行： 分段并行是OpenMP中的一种高级并行技术，用于实现大规模并行计算。通过将程序分解成多个小的并行任务，OpenMP可以实现高效的并行计算。 嵌套并行： 嵌套并行是OpenMP中的一种高级并行技术，用于实现复杂的并行计算。通过将程序分解成多个小的并行任务，并将这些任务进一步分解成更小的任务，OpenMP可以实现高效的并行计算。 OpenMP中的常用函数： OpenMP提供了多种常用函数，用于实现并行计算。这些函数包括设置线程数目、获取线程数目、获取最多线程数目、返回线程ID、获取程序可用的处理器数目、获取时间和是否处于并行中等。 同步： 同步是OpenMP中的一种重要机制，用于控制并行计算中的数据一致性。OpenMP提供了多种同步机制，包括互斥同步和事件同步等。这些机制可以根据不同的情况选择合适的同步机制来实现并行计算。