Ubuntu如何实现Fortran并行计算

在Ubuntu上实现Fortran并行计算可以通过使用OpenMP和MPI两种主要方法。以下是详细的步骤和示例代码。

使用OpenMP进行并行计算

OpenMP是一种支持多平台共享内存并行编程的API。以下是一个简单的OpenMP示例：

program hello_world
    use omp_lib
    implicit none
    integer :: num_threads, thread_id

    ! 设置并行区域
    num_threads = omp_get_max_threads()
    print *, "Using", num_threads, "threads for parallel computation."

    ! 并行计算
    !omp parallel do private(thread_id)
    do i = 1, 10
        thread_id = omp_get_thread_num()
        print *, "Hello from thread", thread_id, "of", num_threads
    end do
    !omp end parallel do

end program hello_world

编译并运行该程序的命令为：

ifort -qopenmp hello_world.f90 -o hello_world
./hello_world

使用MPI进行并行计算

MPI是一种用于分布式内存系统并行计算的标准。以下是一个简单的MPI示例：

program mpi_hello_world
    use mpi
    implicit none
    integer :: rank, size, ierr

    call MPI_INIT(ierr)
    call MPI_COMM_RANK(MPI_COMM_WORLD, rank, ierr)
    call MPI_COMM_SIZE(MPI_COMM_WORLD, size, ierr)

    print *, "Hello from process", rank, "of", size

    call MPI_FINALIZE(ierr)
end program mpi_hello_world

编译并运行该程序的命令为：

ifort -qopenmp -I/usr/include/mpi -lmpi -lmpi_f90 mpi_hello_world.f90 -o mpi_hello_world
mpirun -np 4 ./mpi_hello_world

安装和配置

安装Intel Parallel Studio XE

首先，从Intel官方网站下载并安装Intel Parallel Studio XE，这是一个包含了Intel Fortran编译器、OpenMP和MPI库等工具的集成开发环境。

配置环境变量

安装完成后，需要配置环境变量。打开终端，运行以下命令：

source /opt/intel/bin/compilervars.sh intel64

这将设置必要的环境变量，使得你可以在终端中使用ifort编译器。

安装MPICH

在Ubuntu上安装MPICH2的命令为：

sudo apt-get install mpich2

通过以上步骤，你可以在Ubuntu上使用Fortran进行并行计算。根据具体需求选择OpenMP或MPI，并参照示例代码进行编程。