使用OpenMP进行并行编程——Fortran95实战

"这篇文档是关于在Fortran中使用OpenMP进行并行编程的指南，由Miguel Hermanns撰写。它详细介绍了OpenMP Fortran应用接口的基础知识，包括并行区域构造、工作共享构造、同步构造等，并提供了各种OpenMP指令的示例。" 平行OpenMP是一种用于实现多线程并行计算的技术，特别适用于科学计算领域，如Fortran这样的编程语言。在Fortran中应用OpenMP，可以充分利用多核处理器的计算能力，提高程序的运行效率。 OpenMP Fortran Application Program Interface (API) 提供了一组编译器指令和库函数，使得程序员能够在源代码级别指定哪些部分应并行执行。该文档的1.1节介绍了OpenMP的历史背景、参与者以及文档的目的。1.2节则讲解了OpenMP的基础知识，包括用于标记OpenMP指令的sentinels（如`!$OMP`）以及定义并行区域的关键字。 在OpenMP的构造部分（2.1节），文档详细列举了工作共享构造，如`DO`循环（`!$OMPDO/!$OMPENDDO`）、`SECTIONS`（`!$OMPSECTIONS/!$OMPENDSECTIONS`）、`SINGLE`（`!$OMPSINGLE/!$OMPENDSINGLE`）和`WORKSHARE`（`!$OMPWORKSHARE/!$OMPENDWORKSHARE`）。这些构造允许程序员将任务分配到多个线程，以便它们同时执行。 2.2节涉及的是组合的并行工作共享构造，如`PARALLEL DO`、`PARALLEL SECTIONS`和`PARALLEL WORKSHARE`，这些允许在并行环境中更灵活地组织任务。 同步构造（2.3节）是确保线程间正确协调的关键，包括`MASTER`（`!$OMPMASTER/!$OMPENDMASTER`）和`CRITICAL`（未在此摘录中完整列出）等，它们用于控制线程执行的顺序，避免竞态条件和数据不一致性。 此外，文档还可能涵盖了其他高级特性，如并行区域中的`ATOMIC`操作、`BARRIER`同步点、`TASK`和`THREADPRIVATE`变量等，这些都是OpenMP中实现并行计算的重要组成部分。 利用OpenMP在Fortran中进行并行编程，开发者可以编写出高效且易于维护的多线程程序，充分利用现代计算机的并行处理能力。通过理解和掌握OpenMP的指令和构造，可以显著提升科学计算和工程问题的解决速度。