Il Linguaggio Fortran 90/95

3.14 Costrutto e istruzione FORALL 169
REAL, DIMENSION(10,10) :: matrice_identica=0.0
...
FORALL (i=1:10)
matrice_identica(i,i) = 1.0
END FORALL
Un esempio appena più complicato è rappresentato dal seguente costrutto, che consente di
calcolare il reciproco di un array mat evitando di operare divisioni per zero:
FORALL (i=1:n, j=1:m, mat(i,j)/=0.)
mat(i,j) = 1./mat(i,j)
END FORALL
In generale, ogni espressione che può essere scritta a mezzo di un costrutto FORALL potrebbe
essere scritta, in modo perfettamente equivalente, con una serie di cicli DO innestati combinati
con uno blocco IF. Ad esempio, l’esempio precedente potrebbe essere riscritto come:
DO i=1,n
DO j=1,m
IF (mat(i,j)/=0.)
mat(i,j) = 1./mat(i,j)
END IF
END DO
END DO
La differenza sostanziale fra le due soluzioni consiste nel fatto che mentre le istruzioni in un ciclo
DO vengono eseguite in un ordine stretto, le istruzioni contenute in un costrutto FORALL possono
essere eseguite in un ordine qualsiasi dipendente dal processore. Questa libertà consente alle
architetture parallele di ottimizzare un programma in termini di velocità di esecuzione: ogni
elemento può essere ”manipolato” da un processore differente e i diversi processori possono
terminare il loro lavoro in un ordine qualsiasi ed indipendentemente l’uno dall’altro senza che
ciò abbia influenza sul risultato finale.
Se il corpo di un costrutto FORALL contiene più di una istruzione, allora il processore opererà
prima su tutti gli elementi coinvolti dalla prima istruzione, per successivamente operare sugli
elementi coinvolti nella seguente istruzione, e così via. Ad esempio, nel caso seguente:
FORALL (i=2:n-1, j=2:n-1)
a(i,j) = SQRT(a(i,j))
b(i,j) = 1./a(i,j)
END FORALL
gli elementi di a saranno valutati tutti prima degli elementi di b.
Si osservi che, proprio a causa del fatto che ciascun elemento di un array può essere processato
indipendentemente dagli altri, il corpo di un costrutti FORALL non può contenere funzioni
di ”trasformazione” il cui risultato dipenda dai valori dell’intero array. Si noti, inoltre, che,
come per tutti gli altri costrutti, anche per i costrutti FORALL è permessa la presenza di forme
innestate. Ad esempio, la sequenza: