Linux下Fortran并行计算如何实现

在Linux下使用Fortran进行并行计算，通常会借助一些并行编程库，比如OpenMP和MPI。下面是这两种方法的简要介绍和实现步骤：

OpenMP

OpenMP是一种基于线程的并行编程模型，适用于共享内存系统。要在Fortran中使用OpenMP，你需要确保你的编译器支持OpenMP，并在编译时启用OpenMP支持。

示例代码（parallel_example.f90）：

program parallel_example
    use omp_lib
    implicit none
    integer :: i, num_threads

    ! 设置并行区域
    !$omp parallel private(i) shared(num_threads)
    
    ! 获取当前线程的编号
    call omp_get_thread_num(i)
    
    ! 获取线程总数
    call omp_get_num_threads(num_threads)
    
    print *, 'Thread', i, 'of', num_threads, 'is running'
    
    ! 结束并行区域
    !$omp end parallel

end program parallel_example

编译和运行：

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

MPI

MPI（Message Passing Interface）是一种消息传递标准，适用于分布式内存系统。要在Fortran中使用MPI，你需要安装MPI库（如Open MPI或MPICH），并使用支持MPI的编译器（如mpif90或mpicc）进行编译。

示例代码（mpi_example.f90）：

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

    ! 初始化MPI环境
    call MPI_Init(ierr)

    ! 获取当前进程的rank和总进程数
    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

    ! 结束MPI环境
    call MPI_Finalize(ierr)

end program mpi_example

编译和运行：

mpif90 mpi_example.f90 -o mpi_example
mpirun -np 4 ./mpi_example

在这个例子中，-np 4表示运行4个进程。

总结

• OpenMP适用于共享内存系统，通过编译器指令实现并行。
• MPI适用于分布式内存系统，通过消息传递实现并行。

选择哪种方法取决于你的具体需求和系统架构。