Ubuntu上Fortran如何進行并行計算

在Ubuntu上進行Fortran并行計算，主要有兩種方法：使用OpenMP進行共享內存并行計算，以及使用MPI進行分布式內存并行計算。以下是具體步驟和示例代碼：

使用OpenMP進行并行計算

OpenMP是一種支持多平臺共享內存并行編程的API。以下是一個簡單的Fortran程序示例，使用OpenMP進行并行計算：

program parallel_loop
    use omp_lib
    implicit none
    integer :: i, n
    real, allocatable :: a(:), b(:)
    n = 1000000
    allocate(a(n), b(n))

    ! 初始化數組
    a = 1.0
    b = 2.0

    ! 并行計算
    !omp parallel do
    do i = 1, n
        a(i) = a(i) * b(i)
    end do
    !omp end parallel do

    ! 打印結果的前5個元素
    print *, 'First 5 elements of array a:'
    print *, a(1:5)

    deallocate(a, b)
end program parallel_loop

編譯并運行該程序的命令如下：

ifort -qopenmp parallel_loop.f90 -o parallel_loop
./parallel_loop

使用MPI進行并行計算

MPI是一種用于分布式內存系統并行計算的標準。以下是一個簡單的Fortran程序示例，使用MPI進行并行計算：

program mpi_example
    use mpi
    implicit none
    integer :: rank, size, ierr, i
    integer, parameter :: n = 100
    real :: local_sum, global_sum
    real, allocatable :: a(:)

    call MPI_Init(ierr)
    call MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, rank, ierr)
    call MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, size, ierr)

    allocate(a(n))
    a = 1.0

    ! 每個進程計算部分和
    local_sum = 0.0
    do i = 1, n
        local_sum = local_sum + a(i)
    end do

    ! 所有部分和相加得到全局和
    call MPI_Reduce(local_sum, global_sum, 1, MPI_REAL, MPI_SUM, 0, MPI_COMM_WORLD, ierr)

    if (rank == 0) then
        print *, 'Global sum ', global_sum
    end if

    call MPI_Finalize(ierr)
    deallocate(a)
end program mpi_example

編譯并運行該程序的命令如下：

ifort -qopenmp -I/usr/include/mpi -lmpi -lmpi_f90 mpi_example.f90 -o mpi_example
mpirun -np 4 ./mpi_example

使用Intel Parallel Studio XE進行并行計算

Intel Parallel Studio XE是一個集成了Intel Fortran編譯器、OpenMP和MPI庫等工具的集成開發環境。你可以從Intel官方網站下載并安裝它。

安裝完成后，你可以使用ifort編譯器進行并行計算，并配置環境變量以便在終端中使用ifort編譯器。

通過以上步驟，你可以在Ubuntu上使用Fortran進行并行計算。根據你的具體需求，可以選擇使用OpenMP進行共享內存并行計算，或者使用MPI進行分布式內存并行計算。