Ubuntu如何进行Fortran并行计算

在Ubuntu上进行Fortran并行计算，你可以选择使用OpenMP或MPI。以下是使用Intel Fortran编译器（ifort）和MPICH库进行并行计算的步骤：

使用Intel Fortran编译器（ifort）进行并行计算

1. 安装Intel Parallel Studio XE：

• 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。

2. 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。

3. 编写Fortran代码：

• 创建一个名为 hello_world.f90 的文件，并输入以下内容：

program hello_world
  use omp_lib
  implicit none
  integer :: num_threads, thread_id
  !OMP PARALLEL PRIVATE(thread_id)
  thread_id = omp_get_thread_num()
  print *, "Hello from thread", thread_id, "of", omp_get_num_threads()
end program hello_world

这是一个简单的并行程序，使用OpenMP并行化。

4. 编译代码：

• 在终端中，导航到包含 hello_world.f90 的目录，然后运行以下命令：

ifort -qopenmp hello_world.f90 -o hello_world

这将使用ifort编译器编译代码，并启用OpenMP支持。

5. 运行程序：

• 在终端中，运行以下命令：

./hello_world

你应该会看到类似以下的输出：

Hello from thread 0 of 4
Hello from thread 1 of 4
Hello from thread 2 of 4
Hello from thread 3 of 4

输出显示了每个线程的ID和总线程数。

使用MPICH进行并行计算

1. 安装MPICH：

• 在Ubuntu上安装MPICH2。你可以使用以下命令：

sudo apt-get install mpich2

2. 编写Fortran代码：

• 创建一个名为 mpi_example.f90 的文件，并输入以下内容：

program mpi_example
  use mpi
  implicit none
  integer :: rank, size, ierr, i
  integer, parameter :: n = 1000000
  real :: local_sum, global_sum
  real, allocatable :: array(:)
  call MPI_Init(ierr)
  call MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, rank, ierr)
  call MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, size, ierr)
  allocate(array(n))
  array(1:n) = real(rank)
  ! 每个进程计算部分和
  local_sum = sum(array)
  ! 所有部分和相加得到全局和
  call MPI_Reduce(local_sum, global_sum, 1, MPI_REAL, MPI_SUM, 0, MPI_COMM_WORLD, ierr)
  if (rank == 0) then
    print *, 'Global sum:', global_sum
  end if
  deallocate(array)
  call MPI_Finalize(ierr)
end program mpi_example

3. 编译代码：

• 使用以下命令编译代码：

ifort -qopenmp -I/usr/include/mpi -lmpi -lmpi_f90 mpi_example.f90 -o mpi_example

4. 运行程序：

• 使用以下命令运行程序：

mpirun -np 4 ./mpi_example

输出应该类似于：

Global sum: 400000000.00

通过以上步骤，你已经成功地在Ubuntu上使用ifort进行了并行计算。

请注意，这些步骤可能会随着软件版本的更新而发生变化，建议查阅最新的官方文档以获取最准确的信息。