如何评价CUDA,OpenCL,OpenMP,OpenACC等主流并行运算框架

如何评价CUDA,OpenCL,OpenMP,OpenACC等主流并行运算框架,第1张

PGI和Cray才是最早推动这项技术商业化的公司。PGI已经推出了一组非常类似的加速指令,目前也成为了OpenACC标扒雀准的基础部分之一。Cray公司正在开发自己的OpenACC编译器,并且他的XK6客户如橡树岭国家实验室和瑞士国家超级计算机中心,预计将成为该技术的第一批超级计算机用户。

简而言之,OpenACC指令与OpenMP指令工作方式很类似,但前者特别适用于高度数据并行代码。它们可插野此坦入标准的C,C + +和Fortran程序直接指导编译器进行某些代码段的并行。编译器会特别注意数据在CPU和GPU(或其他)之间来回转移的逻辑关系,并将计算映射到适当的处理器上。

这样,开发人员就可以在现存的或者新的代码上做相对小的改动以标示出加速并行区域。由于指令设颂桐计适用于一个通用并行处理器,这样相同的代码可以运行在多核CPU、GPU或任何编译器支持的其他类型的并行硬件上。这种硬件的独立性对于HPC的用户来说特别重要,因为他们不愿意接受那种受供应商限制的,非便携式编程环境。

/*bank_sim.h*/

#ifndef BANK_SIM_H

#define BANK_SIM_H

#include <stddef.h>

#define COUNTER 8 /* 银行共有 8 个营业窗口 */

#define ARRIVAL COUNTER /* 客户到达事件 */

typedef struct {

size_t OccurTime, NType/* 事件发生时刻;事件类型 */

} Event/* 链表数亩姿据元素类型 */

typedef struct Enode {

Event event

struct Enode *next

} Enode, *EventList

typedef struct {

size_t ArrTime, Duration /* 到达时刻;办理时间 */

} QElem /* 队列数据元素类型 */

typedef struct Qnode {

QElem Cust /* 客户记录 */

struct Qnode *next

} Qnode, *Qptr

typedef struct {

Qptr front, rear/* 队头指针,队尾指针 */

} LinkQueue

int bank_open( void )/* 初始化 *** 作 */

int CustArr( void ) /* 处理客户到达事件 */

int CustDepart( void ) /* 处理客户离开事件 */

void DelFirst( void ) /陪耐友* 删除事件表第一个节点,并把值赋给en */

int DeQueue( LinkQueue * ) /* 出队 */

void DestroyAll( void ) /* 销毁链表和队列 */

void DestroyList( EventList )/* 销毁链表 */

void DestroyQueue( LinkQueue * )/* 销毁队列 */

int EnQueue( LinkQueue *, QElem ) /* 进队 */

EventList InitList( void )/* 创建链表 */

int InitQueue( LinkQueue * )/* 建立空队列 */芦槐

size_t Minimun( void ) /* 求长度最短队列 */

int OrderInsert( EventList, Event )/* 插入事件表 */

size_t QueueLength( LinkQueue ) /* 计算队列长度 */

#endif

/////////////////

/*bank_sim.c*/

#include <stddef.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <time.h>

#include "../header/bank_sim.h"

#define CLOSETIME 480 /* 每天工作 8 小时( 60 * 8 = 480 ) */

#define MAX_TIME 30 /* 事务处理时间不超过 30 分钟 */

#define INTERVAL5 /* 每 5 分钟至少来一位客人 */

EventList ev /* 事件表 */

Event en /* 事件 */

LinkQueue q[COUNTER] /* 客户队列 */

QElem customer /* 客户记录 */

size_t TotalTime, CustNum /* 累计客户逗留时间,客户数 */

/* Begin of bank_open 05-9-17 00:40 */

int bank_open( void ) /* 初始化 *** 作 */

{

size_t i

srand( time(NULL) ) /* 生成随机数种子 */

CustNum = TotalTime = 0 /* 初始化累计时间和客户数 */

if ( !( ev = InitList() ) ) { /* 初始化事件链表 */

return 0 /* 创建失败,返回 0 */

}

en.OccurTime = 0

en.NType = ARRIVAL /* 设定第一个客户到达事件 */

if ( !OrderInsert(ev, en) ) { /* 插入事件表 */

DestroyList( ev )

return 0 /* 插入失败,返回0 */

}

for ( i = 0i <COUNTER++i ) { /* 置空队列 */

if ( !InitQueue(&q[i]) ) {

DestroyList( ev )

for ( i = 0q[i].front++i ) {

DestroyQueue( &q[i] )

}

return 0 /* 创建队列失败,返回 0 */

}

}

return 1

} /* End of bank_open */

/* Begin of CustArr 05-9-17 08:20 */

int CustArr( void ) /* 处理客户到达事件 */

{

int durtime, intertime

QElem e

size_t i

++CustNum

/* 生成随机数 */

durtime = rand() / (RAND_MAX / MAX_TIME + 1) + 1/* 事务处理时间不超过 MAX_TIME 分钟 */

intertime = rand() / (RAND_MAX / INTERVAL)/* INTERVAL 分钟内有一位客人到达银行,0 表示客户同时到达 */

e.ArrTime = en.OccurTime

e.Duration = durtime

en.OccurTime += intertime /* 下一客户到达时间 */

if ( en.OccurTime <CLOSETIME ) { /* 银行尚未关门,插入事件表 */

if ( !OrderInsert(ev, en) ) { /* 插入失败 */

DestroyAll()

return 0

}

}

i = Minimun() /* 求长度最短队列 */

if ( !EnQueue(&q[i], e) ) {

DestroyAll()

return 0

}

/* 如果此时 i 号窗口只有一位顾客,则马上把他的离开事件插入事件表 */

if ( QueueLength(q[i]) == 1 ) {

en.NType = i

en.OccurTime = e.ArrTime + durtime

if ( !OrderInsert(ev, en) ) {

DestroyAll()

return 0

}

}

return 1

} /* End of CustArr */

/* Begin of CustDepart 05-9-17 09:00 */

int CustDepart( void ) /* 处理客户离开事件 */

{

Qptr tmp

size_t i = en.NType

if ( !DeQueue( &q[i] ) ) { /* 删除排头客户 */

DestroyAll()

return 0

}

TotalTime = TotalTime + en.OccurTime - customer.ArrTime/* 累计逗留时间 */

if ( q[i].front != q[i].rear ) {

tmp = q[i].front->next

customer = tmp->Cust

en.OccurTime += customer.Duration

if ( !OrderInsert(ev, en) ) {

DestroyAll()

return 0

}

}

return 1

} /* End of CustDepart */

/* Begin of DelFirst 05-9-17 00:45 */

void DelFirst( void ) /* 删除事件表第一个节点,并把值赋给en */

{

EventList tmp = ev->next

ev->next = tmp->next

en = tmp->event

free(tmp)

} /* End of DelFirst */

/* Begin of DeQueue 05-9-17 08:35 */

int DeQueue(LinkQueue *Q) /* 出队 */

{

Qptr tmp

if ( Q->front == Q->rear ) {

return 0 /* 如果队列已空,返回 0 */

}

tmp = Q->front->next

customer = tmp->Cust

Q->front->next = tmp->next

if ( Q->rear == tmp ) { /* 如果队尾元素被删除,则队尾指针要指向头结点 */

Q->rear = Q->front

}

free(tmp)

return 1

} /* End of DeQueue */

/* Begin of DestroyAll 05-9-17 01:15 */

void DestroyAll( void ) /* 销毁链表和队列 */

{

size_t i

DestroyList( ev )

for ( i = 0i <COUNTER++i ) {

DestroyQueue( &q[i] )

}

} /* End of DestroyAll */

/* Begin of DestroyList 05-9-16 23:00 */

void DestroyList( EventList L ) /* 销毁链表 */

{

EventList T = L

for ( L = L->nextLT = L, L = L->next ) {

free( T )

}

free( T )

} /* End of DestroyList */

/* Begin of DestroyQueue 05-9-17 00:30 */

void DestroyQueue(LinkQueue *Q) /* 销毁队列 */

{

while ( Q->front ) {

Q->rear = Q->front->next

free( Q->front )

Q->front = Q->rear

}

} /* End of DestroyQueue */

/* Begin of EnQueue 05-9-17 01:20 */

int EnQueue(LinkQueue *Q, QElem e) /* 进队 */

{

Qptr tmp = malloc( sizeof *tmp )

if ( !tmp ) {

return 0/* 进队失败,返回 0 */

}

tmp->Cust = e

tmp->next = NULL

Q->rear->next = tmp

Q->rear = tmp

return 1

} /* End of EnQueue */

/* Begin of InitList 05-9-16 22:30 */

EventList InitList( void ) /* 创建链表 */

{

EventList h

if ( !( h = malloc(sizeof *h) ) ) { /* 创建失败,返回 NULL */

return NULL

}

h->next = NULL

return h

} /* End of InitList */

/* Begin of InitQueue 05-9-16 22:00 */

int InitQueue(LinkQueue *Q) /* 建立空队列 */

{

Q->rear = Q->front = malloc( sizeof *Q->front )

if ( !Q->front ) { /* 创建失败,返回 0 */

return 0

}

Q->front->next = NULL

return 1

} /* End of InitQueue */

/* Begin of Minimun 05-9-17 01:05 */

size_t Minimun( void ) /* 求长度最短队列 */

{

size_t h = 0, i, j, k

j = QueueLength(q[0])

for ( i = 1i <COUNTER++i ) {

k = QueueLength(q[i])

if ( j >k ) {

j = k

h = i

}

}

return h

} /* End of Minimun */

/* Begin of OrderInsert 05-9-16 23:15 */

int OrderInsert(EventList ev, Event a) /* 插入事件表 */

{

EventList tmp, h = ev, e = ev->next

if ( !( tmp = InitList() ) ) { /* 分配空间失败,返回 0 */

return 0

}

/* 插入 */

tmp->event = a

while ( e &&(a.OccurTime >e->event.OccurTime) ) {

h = e

e = e->next

}

h->next = tmp

tmp->next = e

return 1

} /* End of OrderInsert */

/* Begin of QueueLength 05-9-17 01:00 */

size_t QueueLength(LinkQueue Q) /* 计算队列长度 */

{

size_t i

for ( i = 0Q.front->next++i ) {

Q.front = Q.front->next

}

return i

} /* End of QueueLength */

/////////////////////

/*main.c*/

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include "header/bank_sim.h"

extern EventList ev /* 事件表 */

extern Event en /* 事件 */

extern size_t TotalTime, CustNum /* 累计客户逗留时间,客户数 */

int main( void )

{

if ( !bank_open() ) {

return EXIT_FAILURE /* 初始化失败,退出 */

}

while ( ev->next ) {

DelFirst() /* 删除事件表第一个节点,并把值赋给en */

if ( en.NType == ARRIVAL ) {

if ( !CustArr() ) {

return EXIT_FAILURE

}

} else if ( !CustDepart() ) {

return EXIT_FAILURE

}

}

printf( "Average Stay Time:%.2f minutes\n", (float)TotalTime / CustNum )

puts( "Press ENTER to quit..." )

getchar()

DestroyAll()

return EXIT_SUCCESS

}


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