OpenMP并行编程入门:共享存储与多线程

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"这篇文档是关于共享存储并行编程标准的介绍,主要涵盖了线程库标准、编译制导和并行程序的基本概念。作者马少杰提到了Win32 API、POSIX threads线程模型以及X3H5概念性线程模型作为线程库标准的例子,并特别提到了OpenMP作为实现可移植共享内存并行性的编译制导工具。文档还提及了几本重要的参考书籍,并列出了共享存储并行编程的目录,包括对OpenMP的深入讨论和消息传递并行编程如PVM和MPI的简介。" 在并行计算领域,共享存储并行编程是一种常见的编程模型,它允许多个处理器通过共享同一块物理内存来协同工作。在这种模型中,每个处理器可以访问所有数据,因此它们之间的通信可以通过直接读写共享内存来实现。这通常比基于消息传递的并行模型更为简单,但也会遇到如内存竞争和同步问题,这些问题可能导致性能下降。 线程库标准是实现共享存储并行编程的基础。例如,Win32 API提供了Windows操作系统下的线程创建和管理功能,POSIX threads(通常简称为pthreads)是Unix和类Unix系统上的标准线程接口,而X3H5则是概念性的线程模型,可能用于理论研究或未来标准的探讨。 OpenMP(Open Multi-Processing)是一种流行的编译制导技术,它允许程序员在C、Fortran和C++等语言中添加特定的注释来实现并行化。OpenMP支持动态创建线程,自动分配工作负载,以及提供了一套丰富的同步原语,如互斥锁(mutexes)和屏障(barriers),来解决并发中的同步问题。这使得OpenMP成为在共享内存系统上进行并行编程的一个便携式解决方案。 此外,文档中还预告了对消息传递并行编程的介绍,如PVM(Parallel Virtual Machine)和MPI(Message Passing Interface)。PVM是一个早期的并行计算环境,允许不同操作系统的机器通过消息传递进行通信。MPI则是一个更现代、广泛使用的标准,提供了一组强大的函数来实现在分布式内存系统上的并行计算,适用于大规模的并行计算任务。 总结起来,这篇文档提供了共享存储并行编程的基本框架,包括线程库和编译制导工具的使用,以及如何通过OpenMP进行并行化编程。同时,它还引导读者进一步探索消息传递并行编程,如PVM和MPI,以适应不同规模的并行计算需求。