OpenMP编程.ppt

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1、1多核程序设计比较并行粒度存储方式可扩展性适合机器OpenMP线程级共享存储差SMP、DSM机器，用于单机多CPU/多核MPI进程级分布式..好多主机超级计算机集群比较编程难易数据分配方式可靠性主要应用OpenMP易，直接添加并行语句隐式好科学计算上占统治地位，多线程应用MPI难，需要重新设计程序显式差，一个进程出问题，程序崩溃集群应用23OpenMP多线程编程一、OpenMP编程简介二、OpenMP多线程应用程序编程技术三、OpenMP多线程应用程序性能分析4一、OpenMP编程简介诞生于1997年，目前已经推出OpenMP

2、3.0版本。标准版本3.0，2008年5月，支持Fortran/C/C++。面向共享内存以及分布式共享内存的多处理器多线程并行编程语言。一种编译指导语句，能够显式指导多线程、共享内存并行的应用程序编程接口（API）具有良好的可移植性，支持多种编程语言。支持多种平台大多数的类UNIX系统以及WindowsNT系统（Windows2000，WindowsXP，WindowsVista等）。51体系结构共享内存多处理器内存是共享的，某一个处理器写入内存的数据会立刻被其它处理器访问到。分布式内存每一个处理器或者一组处理器有一个自己私有

3、的内存单元共享或者不共享一个公用的内存单元62OpenMP编程基础以线程为基础，通过编译指导语句来显式地指导并行化，为编程人员提供对并行化的完整控制。采用Fork-Join的执行模式MasterThreadParalllRegionNestedParallelRegion7Fork-Join执行模式在开始执行的时候，只有主线程的运行线程存在主线程在运行过程中，当遇到需要进行并行计算的时候，派生出（Fork，创建新线程或者唤醒已有线程）线程来执行并行任务在并行执行的时候，主线程和派生线程共同工作在并行代码结束执行后，派生线程退出

4、或者挂起，不再工作，控制流程回到单独的主线程中（Join，即多线程的会和）。8OpenMP的功能由两种形式提供编译指导语句运行时库函数通过环境变量的方式灵活控制程序的运行，例如：通过OMP_NUM_THREADS值来控制运行线程的数目。9编译指导语句在编译器编译程序的时候，会识别特定的注释这些注释就包含着OpenMP程序的一些语义#pragmaomp[clause[[,]clause]…]其中directive部分就包含了具体的编译指导语句，包括parallel,for,parallelfor,secti

5、on,sections,single,master,critical,flush,ordered和atomic。在无法识别OpenMP语义的普通编译器中，这些注释被忽略将串行的程序逐步地改造成一个并行程序10运行时库函数OpenMP运行时函数库原本用以设置和获取执行环境相关的信息，它们当中也包含一系列用以同步的API支持运行时对并行环境的改变和优化，给编程人员足够的灵活性来控制运行时的程序运行状况。对运行阶段给予支持，打破了源代码在串行和并行之间的一致性。OpenMP头文件omp.h11OpenMP应用程序构成结合了两种并行编

6、程的方式编译指导语句，在编译过程并行化代码运行时库函数，在运行时对并行环境支持OpenMP应用程序的组成部分12OpenMP程序实例1Opm113在Linux环境下面编写OpenMP程序的必要步骤1）编写源程序vim1.c；2）编译源程序gcc-fopenmp-o11.c3）运行程序./114二、OpenMP编程技术循环并行化编译指导语句的格式#pragmaompparallelfor[clause[clause…]]for（index=first;test_expression;increment_expr）{bodyoft

7、heloop;}15循环并行化语句工作原理将for循环中的工作分配到一个线程组中，线程组中的每一个线程将完成循环中的一部分内容；for循环语句要紧跟在parallelfor的编译指导语句后面，编译指导语句的功能区域一直延伸到for循环语句的结束；编译指导语句后面的字句（clause）用来控制编译指导语句的具体行为。循环并行化语句的限制for循环语句中，书写是需要按照一定规范来写才可以的，即for循环小括号内的语句要按照一定的规范迚行书写，for语句小括号里共有三条语句for(i=start;i

8、t;是for循环里的第一条语句，必须写成“变量＝初值”的方式。如i＝0i边界值变量>=边界值如i>10i<10i>=10i>10等等1718循环并行化语句的限制循环语句块