CentOS支持哪些Fortran并行編程模型

在CentOS中，Fortran支持多種并行計算技術，主要包括OpenMP和MPI。以下是詳細信息：

OpenMP

• 簡介：OpenMP是一種支持多平臺共享內存并行編程的API。它通過編譯時指令將串行代碼轉換為并行代碼，適用于多核處理器上的線程級并行計算。
• 特點：簡單易用，適用于多核并行計算，共享內存。
• 示例代碼：

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

• 編譯和運行：

gfortran -fopenmp -o parallel_example parallel_example.f90
./parallel_example

MPI

• 簡介：MPI是一種用于分布式內存系統并行計算的標準。它允許在不同計算機上的進程之間傳遞消息，實現分布式并行計算。
• 特點：適用于分布式計算，進程級并行，跨節點通信。
• 示例代碼：

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

• 編譯和運行：

mpif90 -o mpi_example mpi_example.f90
mpirun -np 4 ./mpi_example

GPU并行計算

• 簡介：對于GPU并行計算，可以使用CUDA For Fortran，它允許Fortran程序利用NVIDIA GPU的多核計算能力。
• 特點：適用于需要高性能計算的場合，尤其是大規模數據處理和科學計算。

通過這些技術，Fortran在CentOS平臺上提供了強大的并行計算能力，可以顯著提高科學計算和工程應用的效率和性能。