OpenMP应用编程接口2.5版

"OpenMP应用程序接口版本2.5，发布于2005年5月，由OpenMP架构审查委员会版权所有。该文档允许在保留OpenMP架构审查委员会版权通知和文档标题的情况下复制全部或部分内容。" OpenMP是一种并行编程模型，用于支持共享内存体系结构的多线程编程。OpenMP Application Program Interface (API) 版本2.5提供了在C、C++和Fortran等编程语言中实现并行性的标准规范。 1. **介绍** - **范围**: OpenMP 2.5规范涵盖了如何在编译时和运行时实现并行化，适用于需要高效利用多核处理器的应用程序。 - **术语表**: 文档中定义了关键术语，包括线程概念、OpenMP语言术语、数据术语和实现术语，以便于理解和使用。 2. **执行模型** - 这部分描述了OpenMP程序如何在硬件上执行，包括线程的创建、同步和调度策略。 3. **内存模型** - **OpenMP内存模型结构**: 定义了共享内存系统中数据的可见性和一致性规则。 - **flush操作**: 用于强制线程间数据同步，确保所有线程看到一致的内存状态。 - **OpenMP内存一致性**: 描述了在多线程环境下如何保持数据的一致性和同步，包括缓存对齐、同步指令和数据版本控制。 4. **OpenMP合规性** - 规定了一个实现必须遵循的规则，以保证其与OpenMP 2.5标准兼容。 5. **规范性参考** - 列出了规范中引用的相关标准和文献，这些是理解和实现OpenMP规范所必需的。 6. **文档组织** - 描述了文档的结构和内容，帮助读者导航和理解OpenMP API的不同组件。 7. **指令** - **指令格式**: 包括固定源形式和自由源形式的指令，它们是程序员在源代码中插入以指示并行行为的关键元素。 - **条件编译**: 提供了如何根据特定条件启用或禁用代码的机制，有助于在不同的编译环境中管理并行代码。 2.1.1 **固定源形式指令**：遵循传统的预处理器宏风格，如`#pragma omp parallel`。 2.1.2 **自由源形式指令**：更灵活的语法，更适合现代编程风格，如`!$omp parallel`. 2.2 **条件编译** - **固定源形式条件编译哨兵**：如`#ifdef`，用于基于宏定义控制代码块。 - **自由源形式条件编译哨兵**：类似`!$omp if`，为OpenMP提供了条件并行执行的能力。 文档继续深入讨论了各种OpenMP构造，如`for`循环、`parallel`区域、`sections`、`task`等，并详细描述了如何使用这些工具来并行化代码、控制并行度以及处理数据共享和同步问题。此外，还包括了各种同步原语（如`barrier`、`mutex`）和通信机制（如`critical`和`atomic`构造）。 OpenMP 2.5的这些特性使得开发人员能够通过简单的编程接口充分利用多核处理器的性能，无需深入底层并发细节。通过理解和应用这些概念，开发者可以编写出高效、可扩展且易于维护的并行程序。