Ubuntu上Fortran并行计算如何实现

在Ubuntu上使用Fortran进行并行计算，通常会借助OpenMP或MPI（Message Passing Interface）来实现。以下是两种方法的简要介绍和实现步骤：

使用OpenMP

OpenMP是一种基于线程的并行编程模型，适用于共享内存系统。

安装OpenMP

大多数现代编译器（如GCC）都支持OpenMP。确保你的GCC编译器已安装：

sudo apt update sudo apt install gfortran 

编写Fortran代码

在你的Fortran代码中，使用OpenMP指令来指定并行区域。例如：

program parallel_example use omp_lib implicit none integer :: i, num_threads ! 设置线程数 call omp_set_num_threads(4) ! 并行区域开始 !$omp parallel do private(i) shared(num_threads) do i = 1, 10 print *, 'Thread ', omp_get_thread_num(), ' executing iteration ', i end do ! 并行区域结束 print *, 'Number of threads used: ', num_threads end program parallel_example 

编译和运行

使用gfortran编译并运行你的程序：

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

使用MPI

MPI是一种消息传递接口标准，适用于分布式内存系统。

安装MPI

在Ubuntu上安装Open MPI：

sudo apt update sudo apt install libopenmpi-dev openmpi-bin 

编写Fortran代码

编写一个简单的MPI程序。例如，一个MPI版本的“Hello, World!”程序：

program mpi_hello_world use mpi implicit none integer :: rank, size, ierr ! 初始化MPI环境 call MPI_INIT(ierr) ! 获取当前进程的rank和总进程数 call MPI_COMM_RANK(MPI_COMM_WORLD, rank, ierr) call MPI_COMM_SIZE(MPI_COMM_WORLD, size, ierr) ! 打印消息 print *, 'Hello from process ', rank, ' of ', size ! 结束MPI环境 call MPI_FINALIZE(ierr) end program mpi_hello_world 

编译和运行

使用mpif90编译并运行你的程序：

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

在这个例子中，-np 4指定了运行4个进程。

总结

• OpenMP适用于共享内存系统，编程模型相对简单，适合快速并行化。
• MPI适用于分布式内存系统，提供了更灵活的通信机制，但编程模型相对复杂。

根据你的具体需求和系统环境选择合适的并行计算方法。