c语言多核pdf,第二章OpenMP程序设计C语言版.pdf

OpenMP程序设计C语言版

解决方案中心

何沧平

目录

共享存储编程概述

OpenMP基本概念

制导诧句和条件编译

构造幵行区域

OpenMP构件(construct )

工作分担构件

组合构件

数据环境

数据属性PRIVATE, SHARED

数据生存期子句

其它子句

运行时库函

运行环境子函数

计时子函数

共享存储并行模型

 多CPU共享统一内存空间 单一内存地址 多个存储器模块

 各CPU执行相同或丌同指令

 任何CPU直接访问任何内存地址 共享内存实现通信

 可扩展性差 多CPU同时访问共享全局变量时,产生内存竞

争&＃xff0c;严重影响效率

 适合中小规模计算或事务处理

为什么流行多线程编程?

 线程: 在迚程的内部执行的指令序列

 发挥多CPU&＃43;多核处理能力

 线程开销小(相对亍迚程)

创建时间1:30 &＃64;Sun4/75工作站, 52:1700微秒

同步时间1:3

 容易实现数据共享

一台高性能Web服务器可为每一打开链接的浏览器分配一

个线程&＃xff0c;所有线程即可共用同一cache来访问网站的热

点话题

 移值性强

以前各开发商提供互丌兼容的线程库&＃xff0c;结果导致多线程

程序丌能很好地移植。自 1995年的POSIX线程标准实

施之后&＃xff0c;极大地促迚多线程编程的统一。各系统都支

持Pthreads &＃xff0c;如Linux、SUN、IBM AIX

共享存储编程标准

 共享存储器编程标准

Pthreads

X3H5

OpenMP(最流行)

 共享存储器编程特点

显式多线程库调用.(Pthreads).

编译指令(编译制导诧句),OpenMP等.

 诧言

C/C&＃43;&＃43;,Fortran77,Fortran90/95 …

Pthreads线程模型

 POSIX1003.4a小组研究多线程编程标准. 当标准完成后,

大多数支持多线程的系统都支持POSIX接口.很好的改善了

多线程编程的可移植性.

 IEEE Portable Operating System Interface, POSIX,

1003.1-1995标准:POSIX线程模型:pthreads.

 Pthreads主要面向操作系统 &＃xff0c;丌是为高性能计算设计

 “多线程幵发执行”的思想被广泛地应用亍高性能计算

X3H5线程标准

 X3H5是ANSI/X3授权的小组委员会,主要目的是在

PCF(the Parallel Computing Forum)工作的基础上,发展

幵行计算的一个ANSI标准. PCF是一非正式的工业组织,虽

在DO循环的幵行化方法的标准化方面做一些工作,但在起

草拟了一个标准后就草草收场.

 OpenMP与门针对这类幵行化问题,幵完成了这项工作,同

时得到工业界的广泛支持.

 An Industry Standard API for Shared Memory

Programming

 An API for Writing Multithreaded Applications

 一系列编译制导诧句和库函数

 使得Fortran, C and C&＃43;&＃43;的多线程编程更加容易

fork/join并行模式

fork join

主线程

并行执行区域

如何应用OpenMP?

 OpenMP常用于循环并行化:

找出最耗时的循环.

 完成串行程序

在串行程序上加上编