Описание языка PascalABC.NET

uses Arrays;

procedure ParallelMult(a,b,c: array [,] of real; n: integer);

begin

{$omp parallel for }

forvar i:=0 to n-1 do

forvar j:=0 to n-1 do

begin

c[i,j]:=0;

forvar l:=0 to n-1 do

c[i,j]:=c[i,j]+a[i,l]*b[l,j];

end;

end;

procedure Mult(a,b,c: array [,] of real; n: integer);

begin

{$omp parallel for }

forvar i:=0 to n-1 do

forvar j:=0 to n-1 do

begin

c[i,j]:=0;

forvar l:=0 to n-1 do

c[i,j]:=c[i,j]+a[i,l]*b[l,j];

end;

end;

const n = 400;

begin

var a := Arrays.CreateRandomRealMatrix(n,n);

var b := Arrays.CreateRandomRealMatrix(n,n);

var c := new real[n,n];

ParallelMult(a,b,c,n);

writeln('Параллельное перемножение матриц: ',Milliseconds,' миллисекунд');

var d := Milliseconds;

Mult(a,b,c,n);

writeln('Непараллельное перемножение матриц: ',Milliseconds-d,' миллисекунд');

end.

Редукция в директиве parallel for

Часто в цикле накапливается значение некоторой переменной, перед циклом эта переменная инициализируется, а на каждой итерации к ней добавляется некоторое значение или умножается на некоторое значение. Эта переменная должна быть объявлена вне цикла, а значит, будет общей. В таком случае возможны ошибки при параллельном выполнении:

var a: integer:=0;

{$omp parallel for}

forvar i:integer:=1 to 100 do

a := a+1;

Два потока могут считать старое значение, затем первый поток прибавит единицу и запишет в переменную a, затем второй поток прибавит единицу к старому значению и запишет результат в переменную a. При этом изменения, сделанные первым потоком, будут потеряны. Правильная работа программы возможна при некоторых запусках, но возможны и ошибки.

Опция reduction позволяет обеспечить правильное накопление результата:

{$omp parallel for reduction(действие : список переменных)}

При этом все переменные из списка будут объявлены частными, таким образом, разные потоки будут работать со своими экземплярами переменных. Эти экземпляры будут инициализированы в зависимости от действия, а в конце цикла новое значение переменной будет получено из значения этой переменной до цикла и всех частных копий применением действия из опции.

var a: integer := 1;

{$omp parallel for reduction(+:a)}

forvar i: integer:=1 to 2 do

a := a+1;

Здесь начальное значение переменной a – единица, для действия + локальные копии будут инициализированы нулями, будет выполнено две итерации и у каждого потока локальная копия переменной a примет значение 1. После завершения цикла к начальному значению (1) будут прибавлены обе локальные копии, и результирующее значение переменной a будет равно 3, так же как и при последовательном выполнении.

В таблице приведены допустимые операторы редукции и значения, которыми инициализируются локальные копии переменной редукции:

Оператор раздела reduction	Инициализированное значение
+	0
*	1
-	0
and (побитовый)	~0 (каждый бит установлен)
or (побитовый)	0
xor (побитовый)	0
and (логический)	true
or (логический)	false

Параллельные секции и директива parallel sections

Директива parallel sections обеспечивает параллельное выполнение нескольких операторов, простых или составных.

{$omp parallel sections}

begin

секция 1;

секция 2;

...;

end;

Каждый оператор в блоке begin ... end, следующем за директивой является отдельной секцией.

{$omp parallel sections}

begin

оператор 1;

оператор 2;

begin

оператор 3;

оператор 4;

оператор 5;

end;

end;

Здесь описаны три параллельные секции, первая – оператор 1, вторая – оператор 2 и третья – блок begin ... end, состоящий из операторов 3-5.

Все переменные, описанные вне параллельных секций, будут разделяемыми, то есть, если в секциях есть обращение к таким переменным, то потоки, выполняющие эти секции, будут обращаться к одной и той же ячейке памяти. Все переменные, объявленные внутри секции, будут доступны только в той секции, в которой они объявлены.