OpenMP并行计算编程基础

简介：
《OpenMP并行计算编程基础》一书旨在介绍如何利用OpenMP API进行高效的多线程程序开发，适合初学者快速掌握并行编程技巧。 OpenMP是由The Board of the OpenMP Architecture Review Board（ARB）提出的一套用于共享内存并行系统的多线程程序设计标准。目前，它仅支持C、C++和Fortran语言。由于其是基于共享存储的标准，在非共享存储系统上无法使用，例如集群等分布式计算环境（在这种环境下主要采用MPI进行并行编程）。简而言之，OpenMP是一种用于实现多线程的标准化方法，非常适合在个人计算机上执行并行运算任务。它提供了一种对并行算法的抽象描述方式——程序员可以在源代码中加入特定的pragma指令来指明哪些部分需要并行化处理，编译器会自动将这些指定的部分转换为实际的多线程程序。 本段落的主要内容如下： 一、一个简单的OpenMP例子 二、OpenMP概述 三、并行数目与执行效率的影响分析 四、求π值的例子 五、循环结构的并行化技术 六、分段并行策略的应用 七、嵌套并行的概念和实现方法 八、常用的OpenMP函数介绍 九、同步机制详解 在第一部分，作者通过一个具体的示例展示了如何使用OpenMP来创建一个多线程程序。这部分内容包括了几个关键步骤：首先，在Visual Studio 2010中创建一个新的C++控制台应用程序项目；其次，激活项目的OpenMP支持功能；最后，编写代码实现简单的并行化操作。 接下来的章节详细介绍了OpenMP的核心特性和使用方法： - OpenMP概述部分解释了其主要特性、如何定义并行区域以及变量的作用域和可见性。 - 并行数目与执行效率的影响分析探讨了选择合适线程数目的原则，包括处理器核心数量、任务类型及内存带宽等因素对性能的具体影响。 - 求π值的例子演示了一个实际应用案例，展示了OpenMP在数值计算中的强大功能。 - 循环结构的并行化技术深入讲解了如何通过不同的调度策略和私有变量声明来优化循环执行效率。 - 分段并行则介绍了将大任务分割成小块并在多个线程间分配的方法及其优势。 - 嵌套并行部分讨论了在一个并行区域内嵌入另一个平行区域的技术以及相关的注意事项。 此外，文章还介绍了一些常用的OpenMP函数和同步机制，帮助读者更好地理解和使用这个强大的工具。通过以上内容的详细介绍，我们可以看到OpenMP不仅提供了一种简单有效的方式来实现多线程编程，并且其丰富的特性和功能也为开发者提供了极大的灵活性与控制力。无论是初学者还是经验丰富的程序员都能从中受益匪浅，从而更有效地利用现代计算机硬件资源进行并行计算任务。