Đồ Án Phát triển ứng dụng song song với openmp

MỞ ĐẦU 1
Chương 1 Tổng quan về tính toán song song . 3
1.1 Tính toán song song 3
1.1.1.Tính toán song song là gì . 3
1.1.2 Tại sao phải tính toán song song . 3
1.2 Phân loại máy tính song song . 4
1.2.1 Phân loại dựa trên sự tương tác giữa các BXL 4
a.Chia sẻ bộ nhớ chung . 4
b. Bộ nhớ phân tán 6
c.Máy tính với bộ nhớ lai . 6
1.2.2 Phân loại dựa trên cơ chế điều khiển chung 7
a.Hệ thống đa xử lý một lệnh nhiều dữ liệu (SIMD) 7
b.Hệ thống đa xử lý nhiều dòng lệnh nhiều dòng dữ liệu (MIMD) . 8
1.3 Các mô hình lập trình song song 8
1.3.1 Tổng quan về mô hình lập trình song song . 8
1.3.2 Mô hình chia sẻ bộ nhớ chung . 9
1.3.3. Mô hình luồng 9
1.3.4 Mô hình truyền thông điệp 10
1.3.5. Mô hình song song dữ liệu . 11
1.3.6. Mô hình lai . 11
1.4 Hiệu năng của tính toán song song . 12
1.4.1 Định luật Amdahl’s . 12
1.4.2 Cân bằng tải . 13
a.Các thuật toán cân bằng tải tập trung . 13
b.Các thuật toán cân bằng tải phân tán hoàn toàn 14
c.Các thuật toán cân bằng tải phân tán một nửa . 14
d. Sự bế tắc(Deadlock) . 14
Chương 2: Lập trình song song với OpenMP 16
2.1 Giới thiệu về OpenMP 16
2.1.1 Khái niệm cơ bản về OpenMP 16
2.1.2 Lịch sử của OpenMP . 16
2.1.3 Mục đích và ứng dụng của OpenMP . 17
2.2 Mô hình lập trình song song OpenMP . 17
2.2.1 Song song hóa dựa trên cơ chế luồng (Thread based parallelism) 17
2.2.2 Mô hình song song hiện (Explicit Parallelism) . 17
2.2.3 Mô hình Fork-Join . 17
2.3 Các chỉ thị trong OpenMP 18
2.3.1 Khuôn dạng chỉ thị trong OpenMP 18
2.3.2 Phạm vi của chỉ thị 18
2.3.3 Cấu trúc vùng song song . 20
2.3.4 Cấu trúc chia sẻ công việc . 21
2.3.5. Cấu trúc đồng bộ 28
2.3.5.1 Chỉ thị MASTER 29
2.3.5.3 Chỉ thị BARRIER . 30
2.3.5.4 Chỉ thị ATOMIC 31
2.3.5.5 Chỉ thị FLUSH . 31
2.3.5.6 Chỉ thị ORDERED . 32
2.3.6 Chỉ thị THREADPRIVATE 32
2.3. Các mệnh đề trong OpenMP . 33
2.4.1 Mệnh đề PRIVATE . 33
2.4.2 Mệnh đề FIRSTPRIVATE 33
2.4.3 Mệnh đề LASTPRIVATE . 34
2.3.4 Mệnh đề SHARED 34
2.3.5 Mệnh đề DEFAULT 34
2.3.6 Mệnh đề REDUCTION . 34
2.3.7 Mệnh đề COPYIN . 35
2.5. Thư viện Run-Time . 35
2.5.1 OMP_SET_NUM_THREADS 36
2.5.2. OMP_GET_NUM_THREADS 36
2.5.3. OMP_GET_MAX_THREADS . 36
2.5.4. OMP_GEHREAD_NUM . 36
2.5.4. OMP_GET_NUM_PROCS 36
2.5.5. OMP_IN_PARALLEL . 37
2.5.7. OMP_SET_DYNAMIC . 37
2.5.8. OMP_GET_DYNAMIC . 37
2.5.9. OMP_SET_NESTED 37
2.5.10. OMP_GET_NESTED 37
2.5.11. OMP_INIT_LOCK . 38
2.5.12. OMP_DESTROY_LOCK 38
2.5.13. OMP_SET_LOCK 38
2.5.14. OMP_UNSET_LOCK 38
2.5.15. OMP_TEST_LOCK 38
2.6. Các biến môi trường trong OpenMP . 39
2.6.1. OMP_SCHEDULE . 39
2.6.2. OMP_NUM_THREADS 39
2.6.3. OMP_DYNAMIC 39
2.6.3. OMP_NESTED 39
2.7. Trình biên dịch OpenMP . 39
Chương 3: Bài toán mô phỏng N-Body . 40
1.1. Giới thiệu chung về bài toán mô phỏng N-body . 40
1.2. Mô tả bài toán N-body . 41
1.3. Các bước trong quy trình giải bài toán mô phỏng N-body 42
1.4. Kết quả thực nghiệm 47
1.4.1. Đánh giá, nhận xét . 49
KẾT LUẬN 49
HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI 50