Распараллеливание для OpenMP

Преобразование последовательной программы в параллельную – процесс нетривиальный, неоднозначный и неформальный. Распараллеливание в OpenMP- программу, в конечном счете, сводится к принятию решения по распределению нитей и вычислений и расстановке в текст программы соответствующих OpenMP-директив. Разные способы объявления данных, распределения вычислений и синхронизации нитей могут иметь разную эффективность, причем эффективность конкретного распределения может зависеть как от конфигурации системы, так и от размера задачи.

Из этого следует, что:

· трудно рассчитывать на создание системы полностью автоматизирующей это преобразование, т.е. распараллеливание представляется как итерационный процесс взаимодействия пользователя с системой;

· система не должна ограничивать выбор, а по возможности, должна и подсказывать варианты распараллеливания;

· система должна допускать вмешательство пользователя, т.е. принятие решений самим пользователем;

Cуть и актуальность проблемы

Преимущества OpenMP:

1) Разработчик не создает новую параллельную программу, а просто последовательно добавляет в текст последовательной программы OpenMP-директивы.

2) OpenMP - достаточно гибкий механизм, предоставляющий разработчику большие возможности контроля над поведением параллельного приложения.

3) Предполагается, что OpenMP-программа на однопроцессорной платформе может быть использована в качестве последовательной программы, т.е. нет необходимости поддерживать последовательную и параллельную версии. Директивы OpenMP просто игнорируются последовательным компилятором.

4) Одним из достоинств OpenMP его разработчики считают поддержку так называемых "orphan" (оторванных) директив, то есть директивы синхронизации и распределения работы могут не входить непосредственно в лексический контекст параллельной области.

5) OpenMP - стандарт, который разработан представительным форумом (HP, IBM,  Intel, SGI, Sun, Fujitsu, NEC) для программирования мультипроцессоров и DSM-систем

6) Поддерживается в компиляторах языков Fotran, C, C++ для всех основных типов процессоров.

Однако, "легкость" программирования на OpenMP возможно еще упростить, за счет "системы автоматизации распараллеливания". Если "последовательный" программист будет видеть анализ своей программы и рекомендации по распараллеливанию, "умственные затраты" на вставку распараллеливающих директив сведутся к минимуму или пропадут вообще. Другой вариант использования системы - анализ эффективности уже распараллеленной программы или сравнение ее с другими вариантами распараллеливания. В этом случае заметно облегчается поиск оптимального распараллеливания. Таким образом, при существовании такой системы любой последовательный программист сможет без дополнительной подготовки преобразовывать свой код к "параллельному" варианту. Это особенно актуально для программистов, производящих сложные вычисления, занимающие огромное количество времени. Использование мультипроцессорных систем должно дать заметное ускорение таких вычислений.