Основы технологии OpenMP.

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Основы технологии OpenMP.

Содержание

2. Технология разработки параллельных программ для МВС с общей памятью (OpenMP) OpenMP (Open Multi-Processing) — открытый развивающийся
3. Модель программирования OpenMP Разветвление-объединение (fork-join) Работа программы начинается с одного (корневого) потока, или нити, треда (thread
4. Модель программирования OpenMP Программа OpenMP начинается как единственный начальный корневой тред выполнения (номер =0). Встретив в
5. Из OpenMp Tutorial computing.llnl.gov/tutorials/openMP/
6. Терминология Поток (выполнения), или нить, или тред (thread of the execution) – последовательность выполняющихся команд. Программа,
7. Синтаксис и семантика OpenMP Директива компилятора – указание компилятору на особенности обработки исходного кода при компиляции.
8. Синтаксис и семантика OpenMP Библиотечные функции – позволяют: получать сведения (get) о параметрах тредов в программе,
9. Синтаксис и семантика OpenMP Переменные окружения – переменные операционной системы хранят данные ее настройках, позволяют управлять
10. Структура программы OpenMP int main () { //последовательная область, выполняется корневой тред . . . //Начало
11. Простейшая программа. Настройки для работы с OpenMP. Создать новый проект по шаблону «Консольное приложение Win32»
12. Простейшая программа. Настройки для работы с OpenMP. В Мастере выбрать «Пустой проект»
13. Простейшая программа. Настройки для работы с OpenMP. Выбрать Проект – Добавить новый элемент
14. Текст программы:
15. Дальнейшая настройка
16. Дальнейшая настройка
17. Новый результат: Задание: 1) измените параметр, например omp_set_num_threads( 10 ); 2) Закомментируйте эту строку. Какие будут
18. Пример: вывод номера треда
19. Переменные. Локализация (область видимости) Модель данных в OpenMP: общая область памяти - для всех тредов, локальные
20. Переменные. Локализация (область видимости) Переменные, использующиеся в параллельных областях программы, разделяются на два основных класса: shared
21. Переменные. Локализация (область видимости) Правила видимости переменных: все переменные, определенные вне параллельной области – общие; все
22. Пример: локализация переменных глобальная локальная
23. Основная директива для создания параллельной области int main () { //последовательная область, выполняется корневой тред .
24. #pragma omp parallel [опции ...] newline { } if (scalar_expression) num_threads (integer_expression) private (list) firstprivate (list)
25. if (scalar_expression) – распараллеливание по условию. Если значение выражения ≠ 0, то осуществляется распараллеливание. Иначе операторы
27. Скачать презентацию

Слайд 2

Технология разработки параллельных программ для МВС с общей памятью (OpenMP)
OpenMP (Open Multi-Processing) —

открытый развивающийся стандарт для распараллеливания программ на языках С, С++, Fortran,
включает описание
директив компилятора,
библиотечных процедур,
переменных ОС,
для программирования многопоточных приложений для МВС с общей памятью (имеется версия и для кластеров).
Наиболее популярная задача OpenMP — написание программ, ориентированных на циклы

Слайд 3

Модель программирования OpenMP
Разветвление-объединение (fork-join)
Работа программы начинается с одного (корневого) потока,

или нити, треда (thread – нить).
Для добавления в программу параллелизма выполняется разветвление (fork) на несколько тредов, создается группа.
Треды группы выполняются параллельно в рамках фрагмента кода, т.наз. параллельной области.
В конце параллельной области все треды синхронизируются и заканчивают свою работу (join), оставив корневой .
После этого корневой тред продолжает выполняться до тех пор, пока не начнется следующая параллельная область (или не наступит конец программы).

Слайд 4

Модель программирования OpenMP
Программа OpenMP начинается как единственный начальный корневой тред выполнения

(номер =0).
Встретив в коде параллельную конструкцию, он создает новую группу тредов (порожденных).
После параллельной конструкции выполнение кода продолжает только корневой тред.

Слайд 5

Из OpenMp Tutorial computing.llnl.gov/tutorials/openMP/

Слайд 6

Терминология
Поток (выполнения),
или нить,
или тред (thread of the execution) –

последовательность выполняющихся команд.
Программа,
или приложение,
или процесс – может состоять из нескольких потоков
Не путать с потоками данных (stream).

Слайд 7

Синтаксис и семантика OpenMP
Директива компилятора – указание компилятору на особенности обработки

исходного кода при компиляции.
Языковые конструкции в OpenMP определены как директивы компилятора, сообщающие компилятору, что cделать для реализации параллелизма.
В C и C++ такие директивы называются прагмы (pragmatic information - полезная информация, ЯП Ada).
Синтаксис прагмы
#pragma omp имя [опции]
Пример – указание на распараллеливание операторов блока:
#pragma omp parallel
{… }

Слайд 8

Синтаксис и семантика OpenMP
Библиотечные функции – позволяют:
получать сведения (get) о параметрах

тредов в программе,
изменять их значения (set),
выполнять блокировку выполнения для синхронизации тредов.
Синтаксис: omp_имя()
Пример – определение номера треда (по месту вызова функции): i = omp_get_thread_num();

Слайд 9

Синтаксис и семантика OpenMP
Переменные окружения – переменные операционной системы
хранят данные ее настройках,
позволяют

управлять поведением программы (в нашем случае - параллелизмом) во время ее выполнения (run-time).
Синтаксис: OMP_имя
Пример – переменная, задающая максимально возможное количество тредов:
OMP_NUM_THREADS
Значение OMP_NUM_THREADS изменяет функция
void omp_set_num_threads (int n);
!!!Функции вида set (назначения параметров) имеют приоритет над соответствующими переменными окружения

Слайд 10

Структура программы OpenMP
int main ()
{
//последовательная область, выполняется корневой тред
.

. .
//Начало параллельной области
#pragma omp parallel …
{
//операторы выполняются всеми тредами
. . .
//все треды завершают работу, остается только корневой тред
}
//последовательная область, выполняется корневой тред
. . .
}

Слайд 11

Простейшая программа. Настройки для работы с OpenMP.
Создать новый проект по шаблону «Консольное

приложение Win32»

Слайд 12

Простейшая программа. Настройки для работы с OpenMP.
В Мастере выбрать «Пустой проект»

Слайд 13

Простейшая программа. Настройки для работы с OpenMP.
Выбрать Проект – Добавить новый элемент

Слайд 14

Текст программы:

Слайд 15

Дальнейшая настройка

Слайд 16

Дальнейшая настройка

Слайд 17

Новый результат:
Задание:
1) измените параметр, например
omp_set_num_threads( 10 );
2) Закомментируйте эту

строку.
Какие будут результаты?
Какого числа тредов удалось добиться?

Слайд 18

Пример: вывод номера треда

Слайд 19

Переменные. Локализация (область видимости)
Модель данных в OpenMP:
общая область памяти -

для всех тредов,
локальные области памяти - для каждого треда.

тред

Память
треда

ОБЩАЯ
ПАМЯТЬ

тред

Слайд 20

Переменные. Локализация (область видимости)
Переменные, использующиеся в параллельных областях программы, разделяются на

два основных класса:
shared – общие
все треды видят одну и ту же переменную;
private - локальные
каждый тред видит свой экземпляр данной переменной,
создаются для каждого треда только на время его выполнения.

Слайд 21

Переменные. Локализация (область видимости)
Правила видимости переменных:
все переменные, определенные вне параллельной области

– общие;
все переменные, определенные внутри параллельной области – локальные

Слайд 22

Пример: локализация переменных
глобальная
локальная

Слайд 23

Основная директива для создания параллельной области
int main ()
{
//последовательная область,

выполняется корневой тред
. . .
//Начало параллельной области
#pragma omp parallel [опции]
{
//операторы выполняются всеми тредами
. . .
//все треды завершают работу, остается только корневой тред
}
//последовательная область, выполняется корневой тред
. . .
}

Директивы OpenMP - parallel

Слайд 24

$#pragma omp parallel [опции ...] newline { } if (scalar_expression) num_threads$

#pragma omp parallel [опции ...] newline
{
}
if (scalar_expression)
num_threads (integer_expression)
private (list)
firstprivate

(list)
shared (list)
default (shared | none)
reduction (operator: list)
copyin (list)

Синтаксис директивы parallel

Слайд 25

if (scalar_expression)
– распараллеливание по условию.
Если значение выражения ≠ 0,
то осуществляется

распараллеливание.
Иначе операторы
параллельной области выполняются
единственным корневым тредом.

Опция if

Основы технологии OpenMP.

Содержание

Технология разработки параллельных программ для МВС с общей памятью (OpenMP)OpenMP (Open Multi-Processing) —

Модель программирования OpenMP Разветвление-объединение (fork-join)Работа программы начинается с одного (корневого) потока,

Модель программирования OpenMPПрограмма OpenMP начинается как единственный начальный корневой тред выполнения

Из OpenMp Tutorial computing.llnl.gov/tutorials/openMP/

ТерминологияПоток (выполнения), или нить, или тред (thread of the execution) –

Синтаксис и семантика OpenMPДиректива компилятора – указание компилятору на особенности обработки

Синтаксис и семантика OpenMPБиблиотечные функции – позволяют:получать сведения (get) о параметрах

Синтаксис и семантика OpenMPПеременные окружения – переменные операционной системы хранят данные ее настройках, позволяют

Структура программы OpenMPint main () { //последовательная область, выполняется корневой тред .

Простейшая программа. Настройки для работы с OpenMP.Создать новый проект по шаблону «Консольное

Простейшая программа. Настройки для работы с OpenMP.В Мастере выбрать «Пустой проект»

Простейшая программа. Настройки для работы с OpenMP.Выбрать Проект – Добавить новый элемент

Текст программы:

Дальнейшая настройка

Дальнейшая настройка

Новый результат:Задание: 1) измените параметр, например omp_set_num_threads( 10 );2) Закомментируйте эту

Пример: вывод номера треда

Переменные. Локализация (область видимости)Модель данных в OpenMP: общая область памяти -

Переменные. Локализация (область видимости)Переменные, использующиеся в параллельных областях программы, разделяются на

Переменные. Локализация (область видимости)Правила видимости переменных:все переменные, определенные вне параллельной области

Пример: локализация переменныхглобальнаялокальная

Основная директива для создания параллельной областиint main () { //последовательная область,

#pragma omp parallel [опции ...] newline{}if (scalar_expression) num_threads (integer_expression)private (list) firstprivate

if (scalar_expression)– распараллеливание по условию. Если значение выражения ≠ 0,то осуществляется

Похожие презентации

Технология разработки параллельных программ для МВС с общей памятью (OpenMP)
OpenMP (Open Multi-Processing) —

Модель программирования OpenMP
Разветвление-объединение (fork-join)
Работа программы начинается с одного (корневого) потока,

Модель программирования OpenMP
Программа OpenMP начинается как единственный начальный корневой тред выполнения

Терминология
Поток (выполнения),
или нить,
или тред (thread of the execution) –

Синтаксис и семантика OpenMP
Директива компилятора – указание компилятору на особенности обработки

Синтаксис и семантика OpenMP
Библиотечные функции – позволяют:
получать сведения (get) о параметрах

Синтаксис и семантика OpenMP
Переменные окружения – переменные операционной системы
хранят данные ее настройках,
позволяют

Структура программы OpenMP
int main ()
{
//последовательная область, выполняется корневой тред
.

Простейшая программа. Настройки для работы с OpenMP.
Создать новый проект по шаблону «Консольное

Простейшая программа. Настройки для работы с OpenMP.
В Мастере выбрать «Пустой проект»

Простейшая программа. Настройки для работы с OpenMP.
Выбрать Проект – Добавить новый элемент

Новый результат:
Задание:
1) измените параметр, например
omp_set_num_threads( 10 );
2) Закомментируйте эту

Переменные. Локализация (область видимости)
Модель данных в OpenMP:
общая область памяти -

Переменные. Локализация (область видимости)
Переменные, использующиеся в параллельных областях программы, разделяются на

Переменные. Локализация (область видимости)
Правила видимости переменных:
все переменные, определенные вне параллельной области

Пример: локализация переменных
глобальная
локальная

Основная директива для создания параллельной области
int main ()
{
//последовательная область,

#pragma omp parallel [опции ...] newline
{
}
if (scalar_expression)
num_threads (integer_expression)
private (list)
firstprivate

if (scalar_expression)
– распараллеливание по условию.
Если значение выражения ≠ 0,
то осуществляется