Kapitel 5 OpenMP

OpenMp = Open Multi-Processing

thread = kleinste Folge von programmierten Abläufen, die ein Betriebssystem selbständig verwalten kann. Ein Prozess hat mindestens einen Thread. Threads können gleichzeitig und parallel ausgeführt werden, wenn es mehr als einen CPU-Kern gibt.

Auto-parallelism:

- Compiler/Libraries parallelise operations in the background

Explicit parallelism:

- If parallelism is no manually specified, it doesn’t happen

• Ein Prozess beim Start der Applikation

• Erzeugung und Zerstörung paralleler Threads

• Threads können auf gemeinsame oder private Daten zugreifen

• Offener Standard & vielseitig (viele Plattformen und Compiler)

  • Unterstützt C, C++ & Fortran

  • Einfach und begrenzter Satz an Direktiven

  • Erlaubt Grobkörnige oder feinkörnige (partielle) Parallelisierung ohne

  • Änderung des sequentiellen Codes

Der Typ bei der Klausel schedule kann sein:

• static: Iterationen werden in Stücke der Größe chunk unterteilt. Die Stücke werden statisch den threads in einem team zugewiesen

• dynamic: Iterationen werden in Stücke der Größe chunk unterteilt. Sobald ein thread einen Brocken des Iterationsraums abgearbeitet hat, erhält er dynamisch den nächsten Brocken

• guided: Jeder thread bekommt ein Stück der Größe chunk. Ist ein thread fertig, bekommt er ein neues Stück, dessen Größe abfällt runtime: Schedule durch Umgebungsvariable “OMP_SCHEDULE” bestimmt

Problem: two different processors are both trying to increment a varible x at the same time

• Incrementing of x must be synchronized between the two threads

• Synchronization constructs control how the execution relation betw. the threads

Race conditions:

• Data-race: Mindestens 2 threads greifen auf die gleiche shared variable zu und zumindest 1 thread modifiziert die Variable und die Zugriffe finden “gleichzeitig” und nicht synchronisiert statt (oftmals bei nicht beabsichtigtem Gebrauch von shared data)

Deadlock

• Threads warten auf eine locked Ressource, die niemals den Zustand unlocked erreicht (vermeide das Schachteln von verschiedenen locks)