我们面临怎样的并行程序设计环境？

    一般来说，并行程序设计模型主要分两大类，一类是共享存储模型，一类是消息传递模型。共享存储模型大家比较熟悉，主要是采用多线程，其主要程序开发环境是已经成为事实工业标准的OpenMP和早期的Posix Threads，目前主要是商业编译器如Intel等的C++和Fortran编译器提供对该语言的支持，而gcc等开源编译器尚不能支持OpenMP。

    对于多核来说，马上可以用的标准程序设计环境恐怕就是OpenMP了。而虽然可用但对一般用户来说比较困难的是消息传递开发环境包括MPI和PVM（目前以很少使用）等，此类开发环境是开源的，可以免费下载。其中最常用的两个MPI标准实现是MPICH[17]（目前是MPICH2，是MPI 2.0标准的实现，用以取代MPI 1.0版本）和LAM/MPI[18]。其中的LAM/MPI也在从MPI1.0版本向MPI 2.0版本，其下一代软件的名称为Open MPI[19]，已经发布了正式版本。此外，由于现有机器体系结构层次非常复杂，还可以把上面几种并行设计环境和向量并行等混合使用，充分挖掘机器的性能潜力,我们通常称之为混合并行。

    实际上，并行算法的设计目标是挖掘问题求解过程中的并行性，寻求并行算法与并行机器体系结构的非常好的匹配和映射，合理组织并行任务，减少额外消息传递和数据移动开销。总体来说，开发一个并行程序可以有三种途径，一个途径是串行程序自动并行化。这条路目前还没走通，大家认为更为实际的目标应该是人机交互的自动并行化。

    第二条途径是设计全新的并行程序设计语言。但它有一个致命的缺点就是需要全部改写原来的程序，对用户来说就很痛苦了，成本和风险也很高，且效率没有保证。但是，随着多核的出现，如果面向大众推广并行计算环境的话，就必须有一种新的大众容易接受的程序设计语言，否则很难推广普及。目前国际上正在研究几种新的并行程序设计语言，下面会简单介绍。

    第三条途径就是串行语言加并行库或伪注释制导语句的扩展，实际上就是增加一个库或一些新的制导语句来帮助进行消息传递和并行。这正是MPI和OpenMP所采取的途径。目前也是比较容易被接受且性能高的途径。但其程序开发效率很低，难度也比较大。