Основы технологии OpenMP на кластере HybriLit: учебное пособие для студентов, обучающихся по направлениям подготовки "Информатика и вычислительная техника", "Программная инженерия", "Фундаментальная информатика и информационные технологии", "Информационны

Пособие предназначено для практического освоения технологии OpenMP (Open specifications for Multi-Processing) c использованием ресурсов гетерогенной вычислительной платформы HybriLIT многофункционального информационно-вычислительного центра Лаборатории информационных технологий ОИЯИ в рамках практикума по введению в основы параллельного программирования. Излагаются базовые принципы и основные конструкции технологии OpenMP, описан порядок создания и запуска OpenMP-приложений на кластере HybriLIT, рассматриваются вопросы создания комбинированных приложений на основе совместного использования технологий MPI и OpenMP. Данное пособие ориентировано на студентов государственного университета «Дубна», изучающих курс «Архитектура вычислительных систем» (бакалавриат), а также может использоваться для самостоятельного освоения технологии OpenMP. Глава 1. Общие сведения о технологии OpenMP и подготовке OpenMP-приложений на кластере HybriLIT 1.1. OpenMP: общая характеристика 1.2. Компиляция и запуск OpenMP-приложений на кластере HybriLIT 1.3. Создание параллельных областей в OpenMP-программе 1.3.1. Прагма parallel 1.3.2. Регулирование количества нитей в параллельной области 1.3.3. Функции для определения количества нитей и нумерации нитей в параллельной области 1.4. Примеры самостоятельных заданий Глава 2. Основные конструкции технологии OpenMP для организации параллельных вычислений 2.1. Классификация переменных OpenMP 2.1.1. Общие и локальные данные 2.1.2. Переменные окружения OpenMP 2.2. Функции OpenMP 2.3. Конструкции для параллельного выполнения циклов 2.3.1. Прагма for 2.3.2. Опции для распределения итераций между нитями 2.4. Параллельное выполнение независимых фрагментов 2.5. Примеры самостоятельных заданий Глава 3. Конструкции OpenMP для синхронизации нитей и редукции 3.1. Синхронизация нитей 3.1.1. Прагмы single и master для однократного выполнения фрагментов 3.1.2. Прагмы critical, atomic, ordered для организации критических секций 3.1.3. Прагмы barrier и flush 3.2. Редукция в OpenMP 3.3. Примеры самостоятельных заданий Глава 4. Создание приложения на базе совместного использования технологий MPI и OpenMP 4.1. Организация запуска гибридного приложения на основе MPI + OpenMP 4.2. Пример параллельной программы на основе комбинированного применения технологий MPI и OpenMP Список рекомендуемой литературы Приложение 1. Общая характеристика учебно-тестового полигона HybriLIT Приложение 2. Основные команды Linux, редакторы vim и nano Приложение 3. Основные команды: Module и SLURM Приложение 4. Операции редукции в OpenMP