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我在学习this关于 OpenMP 的教程,我在第 19 页看到了这个练习。这是一个我必须并行化的圆周率计算算法:
static long num_steps = 100000;
double step;
void main ()
{
int i;
double x, pi
double sum = 0.0;
step = 1.0 / (double)num_steps;
for(i = 0; i < num_steps; i++)
{
x = (I + 0.5) * step;
sum = sum + 4.0 / (1.0 + x*x);
}
pi = step * sum;
}
到目前为止,我无法使用#pragma parallel for。我只能使用:
#pragma omp parallel {}
omp_get_thread_num();
omp_set_num_threads(int);
omp_get_num_threads();
我的实现是这样的:
#define NUM_STEPS 800
int main(int argc, char **argv)
{
int num_steps = NUM_STEPS;
int i;
double x;
double pi;
double step = 1.0 / (double)num_steps;
double sum[num_steps];
for(i = 0; i < num_steps; i++)
{
sum[i] = 0;
}
omp_set_num_threads(num_steps);
#pragma omp parallel
{
x = (omp_get_thread_num() + 0.5) * step;
sum[omp_get_thread_num()] += 4.0 / (1.0 + x * x);
}
double totalSum = 0;
for(i = 0; i < num_steps; i++)
{
totalSum += sum[i];
}
pi = step * totalSum;
printf("Pi: %.5f", pi);
}
使用sum数组忽略问题(稍后解释需要用#pragma omp critical或#pragma omp atomic为sum值定义一个临界区),上述实现仅适用于有限数量的线程(在我的例子中是 800),其中序列代码使用 100000 步。有没有一种方法可以仅使用上述 OpenMP 命令来实现这一点,或者我是否必须使用 #pragma omp parallel for,这在教程中尚未提及?
非常感谢您抽出宝贵的时间,我真的很想在使用 OpenMP 的 C 语言中掌握并行化的概念。
最佳答案
您需要找到一种方法,使您的并行算法在某种程度上独立于线程数。
最简单的方法是做类似的事情:
int tid = omp_get_thread_num();
int n_threads = omp_get_num_threads();
for (int i = tid; i < num_steps; i += n_threads) {
// ...
}
通过这种方式,无论线程数量多少,工作都会分配给所有线程。
如果有 3 个线程和 9 个步骤:
这可行,但如果每个线程都从某个共享数组访问数据,则效果不佳。如果线程访问 locality 附近的数据部分会更好目的。
在这种情况下,您可以将步骤数除以线程数,并为每个线程分配一组连续的任务,如下所示:
int tid = omp_get_thread_num();
int n_threads = omp_get_num_threads();
int steps_per_thread = num_steps / n_threads;
int start = tid * steps_per_thread;
int end = start + steps_per_thread;
for (int i = start; i < end; i++) {
// ...
}
现在执行 9 个步骤的 3 个线程如下所示:
这种方法实际上是在使用#pragma omp for
时最有可能发生的情况。在大多数情况下,编译器只是根据线程数划分任务,并为每个线程分配一个部分。
因此,给定一组 2 个线程和 100 次循环迭代,编译器可能会将迭代 0-49 分配给线程 0,将迭代 50-99 分配给线程 1。
请注意,如果迭代次数未除以线程数,则余数需要明确处理。
关于使用 OpenMP 从教程中计算 Pi 算法,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/53244922/
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