如何使用OpenMP實(shí)現(xiàn)電磁場FDTD多核并行程序的設(shè)計(jì)

　　隨著多核技術(shù)的不斷發(fā)展，并行方法已經(jīng)成為一種處理較大規(guī)模問題的手段，同時(shí)在許多領(lǐng)域取得了成功地應(yīng)用。目前，并行算法的實(shí)現(xiàn)主要基于兩種標(biāo)準(zhǔn)： MPI（Message Passing Interface）是一種基于消息傳遞并行編程模型的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于分布存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實(shí)，是已被證實(shí)了的理想的程序設(shè)計(jì)模型;OpenMP標(biāo)準(zhǔn)，主要用于共享存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)的并行編程，可實(shí)現(xiàn)在SMP 集群系統(tǒng)內(nèi)多處理器的多線程并行計(jì)算。 OpenMP是一個(gè)應(yīng)用程序接口，通過規(guī)范一系列的編程制導(dǎo)、運(yùn)行庫函數(shù)和環(huán)境變量來說明共享存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)的并行機(jī)制，通常由于其較低的開銷和相對(duì)較簡單的編程而受到人們廣泛的關(guān)注。時(shí)域有限差分（FDTD）方法是模擬計(jì)算電磁場的一種基本算法。自1966年Yee首次提出以來，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，這一方法得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。但是時(shí)域有限差分算法通常由于其串行方式使問題本身復(fù)雜化且運(yùn)算較費(fèi)時(shí)間而采用并行方式計(jì)算。因此，在PC機(jī)上研究并行FDTD算法問題，具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義，可為大規(guī)模工程問題的并行化處理提供一定的方法借鑒與理論依據(jù)。本文以一維平面波在自由空間中的傳播為例，討論了采用OpenMP 技術(shù)對(duì)電磁場FDTD算法程序?qū)崿F(xiàn)并行化的方法，并將該并行方法在三維瞬態(tài)場電偶極子輻射FDTD程序中進(jìn)行了驗(yàn)證，也相當(dāng)于對(duì)該并行方法進(jìn)行了一定的推廣，并通過實(shí)驗(yàn)證明了該并行計(jì)算的有效性。