Fortran在Ubuntu上的并行计算如何实现

在Ubuntu上实现Fortran并行计算主要有OpenMP和MPI两种方式，步骤如下：

一、OpenMP（共享内存并行）

1. 安装依赖：

   sudo apt update  
   sudo apt install gfortran libomp-dev  # gfortran默认支持OpenMP  
   

2. 编写代码：
   使用!$omp parallel do等指令标记并行区域，例如：

   program parallel_example  
   use omp_lib  
   implicit none  
   integer :: i, num_threads  
   !$omp parallel do private(i)  
   do i = 1, 10  
       print *, 'Thread', omp_get_thread_num(), 'executing iteration', i  
   end do  
   !$omp end parallel do  
   print *, 'Total threads:', omp_get_num_threads()  
   end program  
   

3. 编译与运行：

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

二、MPI（分布式内存并行）

1. 安装MPI库：

   sudo apt update  
   sudo apt install libopenmpi-dev openmpi-bin  # 推荐OpenMPI  
   

2. 编写代码：
   使用use mpi库编写进程间通信程序，例如：

   program mpi_example  
   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  
   

3. 编译与运行：

   mpif90 -o mpi_example mpi_example.f90  
   mpirun -np 4 ./mpi_example  # 指定4个进程  
   

关键区别

• OpenMP：适用于单机多核共享内存系统，编程简单，需在代码中用!$omp指令标记并行区域。
• MPI：适用于多机分布式内存系统，需通过MPI_Send/Recv等函数实现进程间通信，灵活性更高。

根据计算需求选择合适方法，简单并行任务优先用OpenMP，复杂分布式任务选择MPI。