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gfortran Linux并行計算如何實現

小樊
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2024-09-14 00:30:51
欄目: 智能運維

在Linux系統下,使用gfortran進行并行計算主要依賴于以下幾個方面:

  1. 使用OpenMP:

OpenMP是一種共享內存多處理編程模型,可以讓你在Fortran代碼中添加并行指令。首先確保你的gfortran支持OpenMP。然后在代碼中包含"use omp_lib"模塊,并使用相關的指令和子程序來實現并行計算。

例如,以下代碼展示了如何使用OpenMP的并行循環:

program hello_openmp
    use omp_lib
    implicit none
    integer :: i, n, thread_num

    n = 10
    thread_num = 2

    !$OMP PARALLEL NUM_THREADS(thread_num)
    !$OMP DO
    do i = 1, n
        print *, "Hello from thread", omp_get_thread_num(), "iteration", i
    end do
    !$OMP END DO
    !$OMP END PARALLEL
end program hello_openmp

編譯時,需要使用-fopenmp選項:

gfortran -fopenmp hello_openmp.f90 -o hello_openmp
  1. 使用MPI(Message Passing Interface):

MPI是一種消息傳遞接口,用于編寫并行分布式計算程序。要在Linux下使用MPI,首先需要安裝MPI庫,例如OpenMPI或MPICH。然后使用mpif90編譯器編寫并行代碼。

以下是一個簡單的MPI Fortran程序示例:

program hello_mpi
    use mpi
    implicit none
    integer :: rank, size, ierr

    call MPI_INIT(ierr)
    call MPI_COMM_RANK(MPI_COMM_WORLD, rank, ierr)
    call MPI_COMM_SIZE(MPI_COMM_WORLD, size, ierr)

    print *, "Hello from process", rank, "of", size

    call MPI_FINALIZE(ierr)
end program hello_mpi

編譯時,需要使用mpif90編譯器:

mpif90 hello_mpi.f90 -o hello_mpi

運行時,使用mpiexec或mpirun啟動程序:

mpiexec -n 4 ./hello_mpi

這里的-n 4表示啟動4個進程。

  1. 使用協同編程模型(如MPI+OpenMP混合編程):

在某些情況下,你可能希望結合MPI和OpenMP來實現更高效的并行計算。這通常稱為混合編程。在這種情況下,你需要在代碼中同時使用MPI和OpenMP的指令和子程序。

總之,在Linux下使用gfortran進行并行計算,你可以根據具體需求選擇OpenMP、MPI或混合編程模型。在編寫并行代碼時,請注意正確地使用指令和子程序,并確保在編譯和運行時使用相應的選項。

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