Question

使用OpenMP并行化Fibonacci数字计算有什么好处吗？

有几个在线例子使用OpenMP中的 task指令计算斐波纳契数。例如，在http://docs.oracle.com/cd/E19205-01/820-7883/girtd/index.html和此处http://openmp.org/forum/viewtopic.php?f=3&t=1231

其中一些示例声称使用OpenMP可以提高性能。我不明白这一点，因为根据我的理解，计算Fibonacci系列基本上是非平行的（忽略基于封闭形式解的方法，例如来自Binet的公式）。

此外，OpenMP示例所基于的递归具有比迭代计算数字更差的性能（几个数量级更差）（这是众所周知的Iterative and recursive version has same complexity?）。但是当我使用OpenMP时，它甚至更慢！使用一个例子来演示如何使用OpenMP的一个功能来提供更差的性能似乎很愚蠢。所以我试图理解为什么这些代码示例存在？

这是我用来测试函数的代码。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <omp.h>

inline uint64_t fib_iterative(const size_t n) {
    uint64_t fn0 = 0;
    uint64_t fn1 = 1;
    uint64_t fn2 = 0;
    if(n==0) return fn0;
    if(n==1) return fn1;

    for(int i=2; i<(n+1); i++) {
        fn2 = fn0 + fn1;
        fn0 = fn1;
        fn1 = fn2;
    }
    return fn2;
}

inline uint64_t fib_recursive(uint64_t n) {
    if ( n == 0 || n == 1 ) return(n);
    return(fib_recursive(n-1) + fib_recursive(n-2));
}

int fib_recursive_omp(int n) {
    int i, j;
    if (n<2)
    return n;
    else {
       #pragma omp task shared(i) firstprivate(n)
       i=fib_recursive_omp(n-1);

       #pragma omp task shared(j) firstprivate(n)
       j=fib_recursive_omp(n-2);

       #pragma omp taskwait
       return i+j;
    }
}

int fib_recursive_omp_fix(int n) {
    int i, j;
    if (n<2)
    return n;
    else {
        if ( n < 20 )
        {
            return(fib_recursive_omp_fix(n-1)+fib_recursive_omp_fix(n-2));
        }
        else {
           #pragma omp task shared(i) firstprivate(n)
           i=fib_recursive_omp_fix(n-1);

           #pragma omp task shared(j) firstprivate(n)
           j=fib_recursive_omp_fix(n-2);

           #pragma omp taskwait
           return i+j;
        }
    }
}

int main() {
    const size_t n = 40;
    uint64_t result;
    double dtime;

    dtime = omp_get_wtime();
    result = fib_iterative(n);
    dtime = omp_get_wtime() - dtime;
    printf("iterative time %f, results %lu\n", dtime, result);

    dtime = omp_get_wtime();
    result = fib_recursive(n);
    dtime = omp_get_wtime() - dtime;
    printf("recursive time %f, results %lu\n", dtime, result);

    dtime = omp_get_wtime();
    result = fib_recursive_omp(n);
    dtime = omp_get_wtime() - dtime;
    printf("recursive omp time %f, results %lu\n", dtime, result);

    omp_set_num_threads(1);
    dtime = omp_get_wtime();
    result = fib_recursive_omp_fix(n);
    dtime = omp_get_wtime() - dtime;
    printf("recursive omp fix 1 thread time %f, results %lu\n", dtime, result);

    omp_set_num_threads(2);
    dtime = omp_get_wtime();
    result = fib_recursive_omp_fix(n);
    dtime = omp_get_wtime() - dtime;
    printf("recursive omp fix 2 thread, time %f, results %lu\n", dtime, result);

}

Answer 1

您发布的link中的代码几乎等于OpenMP 3.1标准中的示例A.15.4c ：

int fib(int n) {
  int i, j;
  if (n<2)
    return n;
  else {
    #pragma omp task shared(i)
    i=fib(n-1);
    #pragma omp task shared(j)
    j=fib(n-2);
    #pragma omp taskwait
    return i+j;
  }
}

在该示例下，您可以找到以下内容：

注意：有更有效的算法来计算Fibonacci 数字。这种经典的递归算法用于说明目的。

所以我认为这只是为教学目的而举一个小例子。

Fibonacci编号与OpenMP任务

1 个答案: