Ubuntu如何實現Fortran并行計算

在Ubuntu上實現Fortran并行計算可以通過使用OpenMP和MPI兩種主要方法。以下是詳細的步驟和示例代碼。

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OpenMP示例：

program hello_world
    use omp_lib
    implicit none
    integer :: num_threads, thread_id

    ! 設置并行區域
    num_threads = omp_get_max_threads()
    print *, "Using", num_threads, "threads for parallel computation."

    ! 并行計算
    !omp parallel do private(thread_id)
    do i = 1, 10
        thread_id = omp_get_thread_num()
        print *, "Hello from thread", thread_id, "of", num_threads
    end do
    !omp end parallel do

end program hello_world

編譯并運行該程序的命令為：

ifort -qopenmp hello_world.f90 -o hello_world
./hello_world

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MPI示例：

program mpi_hello_world
    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 mpi_hello_world

編譯并運行該程序的命令為：

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

安裝和配置

安裝Intel Parallel Studio XE

首先，從Intel官方網站下載并安裝Intel Parallel Studio XE，這是一個包含了Intel Fortran編譯器、OpenMP和MPI庫等工具的集成開發環境。

配置環境變量

安裝完成后，需要配置環境變量。打開終端，運行以下命令：

source /opt/intel/bin/compilervars.sh intel64

這將設置必要的環境變量，使得你可以在終端中使用ifort編譯器。

安裝MPICH

在Ubuntu上安裝MPICH2的命令為：

sudo apt-get install mpich2

通過以上步驟，你可以在Ubuntu上使用Fortran進行并行計算。根據具體需求選擇OpenMP或MPI，并參照示例代碼進行編程。