С. Б. Попов
Стандарт OpenMP
Учебное пособие
Самара
2011
Автор:
ПОПОВ Сергей Борисович
Учебное пособие содержат изложение лекционного материала темы
"Стандарт
OpenMP"
по
курсу
«Параллельное
программирование»
и
предназначено для бакалавров четвертого курса факультета информатики
направления 010400.62 «Прикладная математика и информатика». <...> В первом случае используются параллельные вычислительные системы с
распределенной памятью (distributed memory) или укрупненнораспараллеленные (большинство авторов использует для их обозначения
простую кальку с английского – массивно-параллельные) системы (MPP). <...> В качестве второго класса можно выделить архитектуры параллельных
вычислительных систем с общей памятью (shared memory) или
симметричные мультипроцессорные системы (SMP). <...> Такие параллельные вычислительные системы обычно состоят из
однородных модулей, каждый из которых содержит один или несколько
процессоров и локальный для каждого модуля блок памяти. <...> Кроме MPI при создании параллельных программ
4
возможны и другие методы обмена, например, основанные на
использовании функций программной системы PVM (Parallel Virtual Machine)
или функций библиотеки SHMEM, разработанной компаниями Cray и Silicon
Graphics. <...> При создании параллельных программ, предназначенных для
многопроцессорных вычислительных систем с общей памятью, в настоящее
время обычно используются либо методы многопоточного
программирования с помощью нитей (threads), либо директивы OpenMP. <...> Директивы OpenMP являются специальными директивами для
компиляторов. <...> Cluster OpenMP реализует расширение OpenMP, позволяет объявлять
области данных доступными всем узлам кластера и тем самым
распространяет методы OpenMP на создание параллельных программ для
параллельных вычислительных систем с разделенной памятью. <...> Основными алгоритмическими языками параллельного программирования с
использованием OpenMP в настоящее время являются Fortran и C/C++. <...> Существуют многочисленные версии компиляторов, разработанные
различными <...>
Стандарт_OpenMP_[Электронный_ресурс]_.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П.КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
С. Б. Попов
Стандарт OpenMP
Учебное пособие
Самара
2011
Стр.1
Автор:
ПОПОВ Сергей Борисович
Учебное пособие содержат изложение лекционного материала темы
"Стандарт OpenMP" по курсу «Параллельное программирование» и
предназначено для бакалавров четвертого курса факультета информатики
направления 010400.62 «Прикладная математика и информатика».
2
Стр.2
1. Введение
Основным способом повышения эффективности сложных, вычислительно
трудоемких программ является распараллеливание. Можно выделить два
основных подхода к реализации параллельных программ.
В первом случае используются параллельные вычислительные системы с
распределенной памятью (distributed memory) или укрупненнораспараллеленные
(большинство авторов использует для их обозначения
простую кальку с английского – массивно-параллельные) системы (MPP).
Обычно такие системы состоят из набора вычислительных узлов - каждый
из них содержит один или несколько процессоров, локальную память,
прямой доступ к которой невозможен из других узлов, коммуникационный
процессор или сетевой адаптер, а также может содержать жесткие диски и
устройства ввода/вывода. Узлы в укрупненно-распараллеленных системах
связаны между собой через коммуникационную среду (высокоскоростная
сеть, коммутаторы либо их различные комбинации).
В качестве второго класса можно выделить архитектуры параллельных
вычислительных систем с общей памятью (shared memory) или
симметричные мультипроцессорные системы (SMP). Такие системы, как
правило, состоят из нескольких однородных процессоров и массива общей
памяти. Каждый из процессоров имеет прямой доступ к любой ячейке
памяти, причем скорость доступа к памяти для всех процессоров
одинакова. Обычно процессоры подключаются к памяти с помощью общей
шины либо с помощью специальных коммутаторов.
Однако кроме двух вышеперечисленных классов существуют и некоторые
их гибриды.
В качестве первого гибридного класса назовем системы с неоднородным
доступом к памяти (Non-Uniform Memory Access) - так называемые NUMAсистемы.
Такие параллельные вычислительные системы обычно состоят из
однородных модулей, каждый из которых содержит один или несколько
процессоров и локальный для каждого модуля блок памяти. Объединение
3
Стр.3