Общая характеристика пакета OpenMP. Последовательные и параллельные участки. Директивы распараллеливания

Проблема недетерминизма в многопоточных программах. Поддержка синхронизации потоков в POSIX Threads. Критические секции.

Программа называется недетерминированной,если при одних и тех же входных данных она может демонстрировать различное наблюдаемое поведение.

Преодоление недетерминизма: синхронизация:

Примитивы синхронизации в PTHREADS: Семафоры. Критические секции. Условные переменные.

«Мютекс» - mutex – mutual exclusion (взаимное исключение);

Объявление и инициализация:

pthread_mutex_t – тип для взаимного исключения;

pthread_mutex_init(pthread_mutex_t* mutex, void* attribute);

pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t* mutex);

Захват и освобождение мютекса:

pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t* mutex);

pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t* lock);

Освобождение мютекса может быть осуществлено только тем тредом, который производил его захват.

Итого: PTHREADS – переносимая библиотека системного уровня для разработки многопоточных программ

Дает возможность получить эффективность близкую к максимально-возможной, но при этом требуется серьезная переработка кода.

OpenMP (Open Multi-Processing) — открытый стандарт для распараллеливания программ на языках C, C++ и Fortran. Описывает совокупность директив компилятора, библиотечных процедур и переменных окружения, которые предназначены для программирования многопоточных приложений на многопроцессорных системах с общей памятью.

Ориентирован на многопоточность. OpenMP - гибридный подход, сочетающий возможности автоматического и ручного распараллеливания; Для выражения параллелизма служат директивы компилятору; На данный момент OpenMP поддерживается практически всеми самыми распространенными трансляторами;

Ключевыми элементами OpenMP являются:

· конструкции для создания потоков (директива parallel),

· конструкции распределения работы между потоками (директивы DO/for и section),

· конструкции для управления работой с данными (выражения shared и private для определения класса памяти переменных),

· конструкции для синхронизации потоков (директивы critical, atomic и barrier),

· процедуры библиотеки поддержки времени выполнения (например, omp_get_thread_num),

· переменные окружения (например, OMP_NUM_THREADS). omp_set_num_threads().

· int omp_get_num_procs() возвращает количество процессоров в системе;

· int omp_get_num_threads() возвращает количество тредов, выполняющих параллельный участок (меняется только на последовательных участках);

· int omp_get_thread_num() возвращает номер вызывающего треда.

Модель выполнения OpenMP приложения:

#pragma omp directive_name [clause[clause...]] newline

Действия, соответствующие директиве применяются

непосредственно к структурному блоку, расположенному за

директивой. Структурным блоком может быть любой оператор,

имеющий единственный вход и единственный выход.

Если директива расположена на файловом уровне видимости, то

она применяется ко всему файлу.

Дата добавления: 2015-01-03