并行程序设计实验报告-OpenMP 基础实验.pdfVIP

实验1：OpenMP基础实验

1、实验目的

1）了解OpenMP的运行环境

2）掌握OpenMP编程的基本要素、编译方法，可运用相关知识独立完成一个基本

的OpenMP程序的编写与调试过程。

2、实验要求

1）掌握OpenMP运行环境

在ubuntu环境中打开一个终端界面。尝试在图形操作界面左侧寻找终端的图

标进行点击，或直接使用快捷键Ctrl+Alt+T打开终端界面进行Shell环境。

2）运行一个简单OpenMP程序

程序代码见程序1-1、1-2

3）OpenMP兼容性检查

通过检查预处理宏_OPENMP是否定义来进行条件编译。如果定义了_OPENMP，

则包含omp.h并调用OpenMP库函数。

程序代码见程序1-3

4）常用线程操作库函数语句

在OpenMP编程过程中，一旦涉及线程操作，有较大的概率使用三个常用的

库函数，分别为：

(1)intomp_get_num_threads(void)获取当前线程组（team）的线程数量，

如果不在并行区调用，则返回1。

(2)intomp_get_thread_num(void)返回当前线程号。

(3)intomp_get_num_procs(void)返回可用的处理核个数。

注意区别这三个库函数的外形及意义，特别是前两个库函数，初始使用时很

容易混淆。

程序代码见程序1-4

5）parallel语句的练习

parallel用来构造一个并行区域，在这个区域中的代码会被多个线程（线程

组）执行，在区域结束处有默认的同步（隐式路障）。我们可以在parallel构

造区域内使用分支语句，通过omp_get_thread_num获得的当前线程编号来指定

不同线程执行区域内的不同代码。

程序代码见程序1-5、1-6

6）critical和reducation语句的练习

为了保证在多线程执行的程序中，出现资源竞争的时候能得到正确结果，

OpenMP提供了3种不同类型的多线程同步机制：排它锁、原子操作和临界区。

其中临界区是最简单最常见，也是最不灵活效率最低的一种。编译制导critical

声明一个临界区，临界区一次只允许一个线程执行，因此它在并行代码提供了一

种串行的机制。critical结束处没有隐式路障。

程序代码见程序1-7、1-8、1-9、1-10

7）parallelfor语句的练习

我们在最求自动并行处理的道路上还想取得进一步的优化效果。使用

OpenMP的目的就是要尽可能地降低并行编程的难度。从程序1-10中我们可以看

到，对于累加数据分配到线程的操作是通过线程编号计算得到的，能不能让

OpenMP自动去处理。这就是parallelfor子句的作用。

程序代码见程序1-11

3、实验程序及结果截图

1-1

#includeiostream

#includecstdlib

usingnamespacestd;

intmain(intargc,char*argv[])

{

intnum_t=strtol(argv[1],NULL,10);intnum_t=strtol(argv[1],NULL,10);intnum_t=strtol(argv[1],NULL,10);

return0;

}

1-2

#includeiostream

#includecstdlib

#includeomp.h

usingnamespacestd;

intmain(intargc,char*argv[])

{

intnum_t=strtol(argv[1],NULL,10);

#pragmaompparallelnum_threads(num_t)

{

intrank_t=omp_get_thread_num();intrank_t=omp_get_thread_num();

}

return0;

}

1-3

#includeiostream

#includecstdlib

#ifdef_OPENMP

#includeomp.h