### 并行计算实验指导书知识点总结
#### 实验目的
- **掌握OpenMP基础知识**：OpenMP（Open Multi-Processor）是一种用于共享内存多处理器环境的编程模型，旨在简化并行程序的设计与开发。
- **掌握OpenMP并行程序设计方法**：学会如何利用OpenMP指令来编写并行代码，提高程序的执行效率。
#### 实验内容概述
实验内容主要包括以下几个方面：
1. **使用Microsoft Visual Studio.Net编写OpenMP程序**
2. **单独使用parallel指令**
3. **单独使用for指令**
4. **parallel和for联合使用**
5. **sections和section指令的使用**
接下来将详细介绍这些内容。
#### 使用Microsoft Visual Studio.Net编写OpenMP程序
- **新建项目**：在Microsoft Visual Studio.Net 2010环境下新建一个Win32 Console Application项目，并保持默认选项。
- **配置项目属性**：生成项目后，需要配置项目属性，确保C/C++语言特性中打开了OpenMP的支持（通过添加编译器选项`/openmp`）。
- **设置线程数目**：
- **使用子句**：`#pragma omp parallel num_threads(4)`。
- **使用函数**：`omp_set_num_threads(4)`。
- **配置环境变量**：`OMP_NUM_THREADS`。可以在用户变量或系统变量中设置，如果两者都设置了，则用户变量优先。需要注意的是，修改环境变量后需要重启Visual Studio才能生效。
- **编写源程序**：加入`#include "omp.h"`头文件，并编写相应的OpenMP指令和代码。
示例代码如下：
```cpp
#include "stdafx.h"
#include "omp.h"
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
printf("Hello from serial.\n");
printf("Thread number = %d\n", omp_get_thread_num());
#pragma omp parallel num_threads(4)
{
printf("Hello from parallel. Thread number = %d\n", omp_get_thread_num());
}
printf("Hello from serial again.\n");
return 0;
}
```
此段代码演示了如何创建四个线程，并让每个线程打印一条消息。
#### 单独使用parallel指令
示例代码如下：
```cpp
#include "stdafx.h"
#include "omp.h"
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
#pragma omp parallel
for (int j = 0; j < 4; j++)
{
printf("j = %d, ThreadId = %d\n", j, omp_get_thread_num());
}
return 0;
}
```
此段代码演示了如何使用`#pragma omp parallel`指令创建多个线程，并让每个线程执行循环体内的代码。
#### 单独使用for指令
示例代码如下：
```cpp
#include "stdafx.h"
#include "omp.h"
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
#pragma omp for
for (int j = 0; j < 4; j++)
{
printf("j = %d, ThreadId = %d\n", j, omp_get_thread_num());
}
return 0;
}
```
此段代码演示了如何使用`#pragma omp for`指令并行化循环。
#### parallel和for联合使用
示例代码如下：
```cpp
#include "stdafx.h"
#include "omp.h"
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
#pragma omp parallel for
for (int j = 0; j < 4; j++)
{
printf("j = %d, ThreadId = %d\n", j, omp_get_thread_num());
}
return 0;
}
```
这段代码演示了如何结合使用`#pragma omp parallel`和`#pragma omp for`指令，实现循环的并行化。
#### sections和section指令的使用
示例代码如下：
```cpp
#include "stdafx.h"
#include <Windows.h>
#include "omp.h"
int main()
{
omp_set_num_threads(4);
#pragma omp parallel sections
{
#pragma omp section
printf("section 1 threadid = %d\n", omp_get_thread_num());
}
return 0;
}
```
这段代码展示了如何使用`#pragma omp parallel sections`指令创建多个独立的并行区域，每个区域内可以包含一个或多个section指令，用于执行不同的任务。
以上是关于OpenMP并行程序设计的基础实验内容，通过这些实验可以帮助学生理解并行计算的基本概念，并掌握如何使用OpenMP进行简单的并行编程。
