OpenMP程序的编译和运行

1、募上逐大学SHANGHAI UNIVERSITY学院计算机工程与科学学院实验OpenMFPH序的编译和运行姓名陈帅学号12122208教师刘芳方时间2015.05.06报告成绩实验2-1. OpenMP程序的编译和运行1. 实验目的1) 在Linux平台上编译和运行 OpenMP程序；2) 在 Windows平台上编译和运行 OpenMP程序。3) 掌握OpenMP并行编程基础。2. 实验环境1) 硬件环境：计算机一台；2) 软件环境：Linux、Win2003、GCG MPICH、VS2008或其他版本 Visual Studio；3. 实验内容1. Linux下OpenMP程序的编译和运行

2、。OpenMP是一个共享存储并行系统上的应用编程接口，支持 C/C+和FORTRAN等语言，编译和运行简单的 "Hello World"程序。在Linux下编辑 hellomp.c源程序，或在 Windows下编辑并通过附件中的 FTP工具(端口号：1021)上传， 用"gcc -fopenmp -O2 -o hellomp.out hellomp.c'命令编译，用"./hellomp.out"命令运行程序。注：在虚拟机中当使用vi编辑文件时，不是以 ESC键退出插入模式，可以使用“Ctrl+c”进入命令模式，然后输入 wq进行存盘退出

3、。代码如下：#include <omp.h>#include <stdio.h>int main()(int nthreads,tid;omp_set_num_threads(8);#pragma omp parallel private(nthreads,tid)(tid=omp_get_thread_num();printf("Hello World from OMP thread %dn",tid);if(tid=0)(nthreads=omp_get_num_threads();printf("Number of threads i

4、s %dn",nthreads);安装gcciroot(3slave2 # yum install gccLoaded plugins: fastestmirror, refresh-packagekit» securityLoading mirror speeds from cached hostfile* base： cn* extras: * updates: cnbase| 3.extras| 3.检查GCC是否安装完成r0otslave2 pm -qa|grep gccgcc-4.4.7-ll.el6.x

5、86 64llbgcc-4.4.7=11.el6.x86_64编写 hellomp.c目rootslave2:*File Edit View Search Terminal HelpQinclude <omp.h> #include <stdio.h> int main() int nthreadsrtid； /omp set nm threads(8); pragma omp parallel privatefnth reads,tid) tid=omp_get_thread_num()； pnntf('TeUo World from OMP thread %

6、drT.t【d); if (tid=B) nthreads=omp_get_inuiii_thread5()； printf(Number of threads is dnH,nthreads); 编译运行roctslave2 T# gcc -fopenmp -02 -o hellomp.out hellomp.c rootslave2 ./hellomp.out Hello World from OMP thread 9 Number of threads is 1You have mail in /var/spool/mail/root rootslave2 T#2.控制并行执行的线程数。

7、根据算法的要求和硬件情况，例如CPU数量或者核数，选择适合的线程数可以加速程序的运行。请按照下列的方法进行线程数量的设置。/设置线程数为10xuycsv168 openmp$ OMP_NUM_THREADS=10root(aslave2 -# OMP NUM THREADS=1O/将线程数添加为环境变量xuycsv168 openmp$ export OMP_NUM_THREADSrootslave2 # export OMP NUM THREADS/运行修改 hellomp.c 程序，删除 omp_set_num_threads(8);语句rootslave2 get -fopenmp -0

8、2 -o hellomp.out hellomp.croatslave2 # ./hellomp.outthread 0 10 thread 4 thread 5 thread 6 thread 7 thread 8 thread 9 thread 3 thread 2 thread 1Hello World from OMP Number of threads is Hello World from OMP Hello World from OMP Hello World from OMP Hello World from OMIP Hello World from OMP Hello Wo

9、rld from OMIP Hello World from OMP Hello World from OMP Hello World from OMP如果不定义 OMP_NUM_THREADS ，默认会等于 CPU数量，在8核心的机器上，会打印出 8 行"Hello World".omp_set_num_threads(8);设置了子线程数为8,即是可以有8个子线程并行运行。#pragmaompparallel private (nthreads,tid) 为编译制导语句，每个线程都自己的nthreads和tid两个私有变量，线程对私有变量的修改不影响其它线程中的该变量。

10、程序的功能是对丁每个线程都打印出它的id号，对丁 id号为0的线程打印出线 程数目。2. Windows下OpenMP程序的编译和运行。用 VS2013编辑上述的 hellomp.c源程序， 注意在菜单"项目->属性->C/C+-点言"选中"OpenMP支持”，编译并运行程序。打开或者新建一个C+项目，依次选择Project ->届性-> 配置届性 (configuration property) -> C/C+ -> 语言(Language), 打开 OpenMP 支持；设置环境变量OMP_NUM_THREADS设置环境变量：

11、我的电脑-> 届性-> 高级-> 环境变量，新建一个OMP_NUM_THREADS变量，值设为2,即为程序执行的线程X) Projeetl (正在运行)=Microsoft Visual Studio立件0=)waii.Ej®(p)生成蹬raaxD)团ttMM)测试(5)体至 satcj分帝时IIM遮程二44-24 Projectl .e-xe-11 lonnp-cip-p -m x全与电anI- includeh>include -Cstdio. h>Sine Luele < s±dl lb.U5±n.£ xiaMe

12、spa.d'gi slid;:int nainOmt n±bxradr 1. ±id0Jhp_seads (8> .如菖增onp paralLl*! privet* (n.thr«idlf. tidJtxd. omp_s wt_,'tlirflaid_n.,ujn ()-printf CHello World f rora OKP thiead dXn". tid): i± (t.1 d athreadzs： - «jmp_ee«t_±iijuft_!thr#ad () 4 printfof

13、threads isnXh.K*«rad«):syf±.en. (Mpa.ufe");O 个EPS 立件图3 VS2013使用界面使用VS2013进行并行程序设计，图 3为VS2013使用界面，图4为运行结果截图。E:storevisualstudioProject1DebugProject1 .exeJello World from OHP threadMunber of threads is 8OMP thread 2OMP thread 5OMP thread 1OMP thread 3OMP thread 6OMP thread 7OMP thr

14、ead 4llo World from llo World from 4ello World f rom 4ello World from lello UorId from 4ello World from 4ello World from 请按任意键继续-图4程序运行结果截图虽然线程都是一起开始运行，但实验中每次运行的结果都不一样，这个是因为每次每个线程结束的先后可能不一样的。所以每次运行的结果都是随机的。这是串行程序和并行程序不同的地方：串行程序可以重新运行，结果和之前一样；并行程序却因为执行次序无法控制 可能导致每次的结果都不一样。实验2-2矩阵乘法的OpenMP实现及性能分析1. 实验

15、目的1) 用OpenMP实现最基本的数值算法“矩阵乘法”2) 掌握for编译制导语句3) 对并行程序进行简单的性能调优2. 实验内容1)运行并测试 OpenMP编写两个n阶的方阵a和b的相乘程序，结果存放在方阵 c中，其 中乘法用for编译制导语句实现并行化操作，并调节for编译制导中schedule的参数，使得执行时间最短。要求在window环境(不用虚拟机)，在linux环境(用和不用虚拟机情况下) 测试程序的性能，并写出详细的分析报告。源代码如下：#include<stdio.h>#include<omp.h>#include<time.h>void

16、comput (float * A , float * B , float * C ) / 两个矩阵相乘传统方法 int x , y ;for ( y =0; y<4; y +)for ( x = 0; x<4; x+)C 4*y + x = A 4*y + 0* B 4* 0 + x + A 4* y+ 1* B 4* 1+x +A 4*y + 2* B4*2 + x + A 4*y + 3* B 4* 3 + x;int main ()double duration ;clock_t s , f ;int x =0;int y =0;int n =0;int k =0;floa

17、t A = 1,2,3, 4,5, 6, 7, 8,9, 10 , 11 , 12,13 , 14 , 15 , 16);float B =( 0.1f , 0.2f , 0.3f , 0.4f ,0.5f , 0.6f , 0.7f , 0.8f ,0.9f , 0.10f , 0.11f , 0.12f ,0.13f , 0.14f , 0.15f , 0.16f );floatC 16;s= clock();/#pragma omp parallel if(false)for ( n=0; n<1000000 ; n+)(comput ( A, B, C);)f =clock ()

18、;duration= ( double )( f - s )/ CLOCKS_PER_SEC ;printf ( "s-1,000,000 :%fn", duration );for ( y =0; y<4; y +)(for ( x = 0; x<4; x+) (printf("%f,",Cy*4+x);)printf("n");)printf ( "n=n");s = clock ();/parallel 2#pragma omp parallel forfor ( n=0; n<2; n+)

19、 /CPU 是核线程的(for ( k = 0; k<1000000 ; k+) /每个线程管个循环(comput(A, B, C);)f = clock ();duration = (double )( f - s )/ CLOCKS_PER_SEC ;printf ( "p2- 1,000,000:%fn", duration );/parallel 3s = clock ();#pragma omp parallel forfor ( n = 0; n<4; n+) /CPU 是核线程的(for ( k = 0; k<1000000 ; k+) /每

20、个线程管个循环comput)f = clock ();duration = (double )( f printf ( "p3- 1,000,000:%fn"/parallel 1s = clock ();#pragma omp parallel forfor ( n=0; n<1000000 ; n+) (comput ( A, B, C);)f = clock ();duration = (double )( f printf ( "p1- 1,000,000 :%fn"for ( y =0; y<4; y +)(A, B, C);s )

21、/ CLOCKS_PER_SEC ;,duration );s )/ CLOCKS_PER_SEC ;,duration );(for ( x = 0; x<4; x+)(printf("%f,",Cy*4+x);)printf("n");)return 0;程序运行结果:| 旬rootslave2:File Edit View Search lerminal Helproot(3slave2 *# qcc -fopenmp *02 -o test2.out test2.c rootslave2 *j# ./test?.outs-ijBoo.eeo

22、 03600&4,32G900 F 2 26GG00,2 63QGG9.3.,10.8 39999 f6.426800,7*67OGG0.8.920GC6,17.359999 f10.5800Olr12.719000f14.84QO0Gt23.6799994.740001,17.756000,20.759998, p2- 1.000,600:6,040600p3- itooGre0o：G,03eeeopl-4.32G6O0 r 2.260660 r 2.630006,3 .前如g , 19.839999,6.426690,7*67GOG0,8.92QCeO, 17.359999,10.

23、580001,12.719000,14.8400QGr 23,B79999f14.740001,17.750000f20.759998r rootslave2 -# 分析报告：由运行结果可以看出串行运算1000000次s-1的时间是0.030000,并行运算1000000次p-1的时间是0.040000,并行的时间比串行还要久一点，原因在于对计算机来说计算1000000万次的此矩阵计算是非常easy的事情，计算量很小，在这种情况下OMP多线程计算时，线程的创建和销毁的开销会变成主要的消耗时间。p-2是2线程运算，p-3是4线程运算，所以在同样运算1000000次的情况下，p-2的时间要比p-3

24、的时间多出来0.010000秒。2）请自己找一个需要大量计算但是程序不是很长的程序，实现OMP的多线程并行计算，要求写出并行算法，并分析并行的效果（注：必须核对串行和并行的计算结果，保证正确性）#include<iostream>#include<cmath>#include<time.h>using namespace std ;void qh （int i ）float sum = 0;int j ;for(int j=1； j<=i;j +)sum+= sqrt(j）；voidqh1(int i)/计算1到i平方根的和floatsum=0；int

25、 j；for(int j=1； j<=i;j +)sum += sqrt (j );cout << "sum=" << sum <<endl int main ()int i = 10;clock_t s, f ;s = clock ();double duration ;int x = 0;int y = 0;int n = 0;int k0;/#pragma omp parallel if(false)for ( n = 0; n <1000000 ; n +)(qh (i );qh1 (i );f = clock ();

26、duration= ( double )( f - s ) / CLOCKS_PER_SECprintf("s-1,000,000 :%fn", duration );printf("n=n");s = clock ();/parallel 2#pragma omp parallel forfor(n = 0;n <2; n +) /CPU是核线程的(for ( k = (=0; k <500000 ; k+) /每个线程管个循环qh(i);qh1(i );f=clock ();duration=(double )( f - s )/ CLO

27、CKS_PER_SECprintf("p2-500,000:%fn", duration );/parallel 3s = clock ();/CPU是核线程的;k +) /每个线程管个循环s ) / CLOCKS_PER_SEC#pragma omp parallel forfor ( n = 0; n <4; n +)(for (k = 0; k <250000(qh(i );qh1 (i );f = clock ();duration= ( double )( f -printf("p3- 250,000:%fn"duration );/parallel 4 s = clock ();#pragma omp parallel forfor ( n = 0; n <4; n