并行计算累加和

1、并行计算课程设计班级：12级计科一班 姓名：郭慧敏 学号:121013040一、实验内容：使用MPI并行程序设计方法设计矩阵加法的并行程序。随机产生所需的矩阵元素尽量设计较高的加速比二、程序段：1、方法一：利用MPI.Send和MPI_Recv实现多进程并行#define MPICH_SKIP_MPICXX#iiiclude #iiiclude #iiicludehitarg,chat * arv)mta1010;mt b1010;mtc1010;mt myraiiksize.b l,cl jjjows,offset;double end_tmie,stait_time;MPI_Status

2、status;MPI_Iiut(&arg.&aiv);MPI_Comm_iank(MPI_COMM_WORLD,&niyrank);MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&size);if(myraiik=O)prmtf(H 当前进程数是：dn,size);pnntf(”进程号：dmyraiik);if(myrai = 0)(/生成三个随机数组a、b、cfor (1=0; i10; i+)(for(j=0;j10;j+)aiJj = rand() % 10;biIj = randQ % 10;cij = 0；)/输出a数组的各元素pnntf(”aiT)；fbr(i=O; i

3、10; i+)(for(j=0；j10;j+)(prmtfC%d 侦亚)；pnntf(”n”)；输出a数组的各元素pnntf(”biT)；fbr(i=O; i10; i+)for(j=0；j10;j+)(pnntf(”d ”,bij);)pnntf(”n”)；bl=10/(size-l);cl=10%(size-l);offset = 0;fbr(i=l; isize; i+)rows = (i =cl) ? bl+1: biy/ffi二维数组按行平均分配给进程prmtf(nsendmg %d rows to process %dn”, rows, i);MPI_Send(&offset, 1

4、MPI_COMM_WORLD);发送行偏移量MPI_Send(&rows, 1 .MPI_INT,i,0, MPI_COMM_WORLD);发送行数MPI_SEd(&aoffset0,rows*10,MPI_INT,iQMPI_COMM_WORLD);/ 把数组a元素发送给其他进程MPI_Send(&boffset0,rows*10,MPI_INT,iQMPI_COMM_WORLD); 把数组b元素发送给其他进程offset += rows;)else(MPI_Recv(&offset, LMPI_INT,OQMPI_COMM_WORLD.&status);MPI_Recv(&iows, 1

5、MPI_INT.OQMPI_COMM_WORLD&status);MPI_Recv(&a,iows* 10,MPI_INT,OQMPI_COMM_WORLD,&status);MPI_Recv(&b,iows* 10,MPI_INT,OQMPI_COMM_VORLD.&status);矩阵加法fbr(i=O; irows; i+)(for(j=0；j10;j+)(cij = aij+bij;)if(myrai != 0) (MPI_Send(&offset, 1 ,MPI_INT,0,0,MPI_COMM_WORLD);MPI_Send(&rows,LMPI_INT.O, 0, MPI.COM

6、M.WORLD);/ MPI_Send(&a,iows* 10,MPI_UNSIGNED_LONG_LONG,0,0,MPI_COMM_WORLD);MPI_Send(&c,rows*0,MPI_UNSIGNED_LONG_LONG0,0,MPI_COMM_WORLD);else(staivtiine = MPI_WtimeQ;fbr(i=l; isize; i+)(MPI_Recv(&offset, 1. MPI_INT,0, MPI_COMM_WORLD. &status); 接收行偏移量MPI_Recv(&iows,LMPI_INT.i,0, MPI_COMM_WORLD, &statu

7、s); 接收行数MPI_Recv(&coffset0, rows* 10, MPI_UNSIGNED_LONG_LONG, i, 0, MPI_COMM_WORLD, &status); Z/C接收从进程发回的结果end_time = MPI_Wtiine();prmtf(Hprocess cost %f secondsii, end_timestart_time);fbr(i=O; i10; i+)for(j=0;j10;j+)pnntf(”-3d M,cij)；pnntf(”n”)；MPI_Fmalize();return 0;运行结果截图：(!)进程数是7:（2）进程数是4:exeSB

8、C:Window5Sy5tem32cmcL进程号：2当前诳程数是屈程号：0a14 9 825115 7(12 2 18719T 5p 2 3 137273 9SOSO4600& 39 4 & 614&78 9$ 9 4 731407 76 15 51016T 7T 3 5 912&30 2U 4 S 521468 8|1 3 S 078870 3k04845T12 8k 3 2 858829 4|1 3 4 184T91 85 2 & 285901 8p 4 0 689382 15 8 0 6&5293 2p 6 7 420401 739886081 5p 7 3 106019 4k 9 8

9、873317 4zeniing4rowstoprc-csz 1seniing3rows槌pr c-ess 2seniing3rowspr c-ess 3processcost 0.000096 secondsS 4131&108271355471313911169k 57211 1191&41711214212119071112 86129139151010&174139669109&7129305681414614IT986111T9遂程号1 1诞程号，3111182T47171512166141111877p LZ. io请按任意键继续.2、方法二：利用MPLScatteiv和MPI_Ga

10、tterv实现多进程并行#define MPICH_SKIP_MPICXX#iiiclude #iiiclude #iiicludehit aigc.chai * argv)mta1010;mt b1010;mtC1010;mtA1010;mtB1010;mtD1010;int rank.size,x,y,rc 10,rd 10 ,i,j;double end tune.stan time;MPI_Imt(&argc.&argv);MPLComm_nmk(MPI_COMM_WORLD.&rank);MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&size);if(raiik=O)p

11、iiiitf(当前进程数是：%dii,size);pnntf(”进程号：%d irrank);x=10/size;v=10%size;fdr(i=O;isize;i-H-)rci=x;fbr(i=0;iy；i-H-)rc 国+；fbr(i=0;isize;i-H-) rci=rci*10;id0=0;fbr(i= 1 ;isize;i+)rd i=rd i- l+rc i-1;/主进程if(raiik = 0) (生成三个随机数组a、b、cfor (i=0; i10; i+)(for(j=0;j10;j+)(aij = iand() % 10;bij = iand() % 10:Aij = 0

12、；Bij = 0;Cij = 0;DiQ = 0;)输出A数组的各元素printf(An-);fbr(i=O; i10; i+)for (j=0;j10;j+)(prmtfC%d M,aij);)pnntf(”n”)；输出B数组的各元素pnntf(”BW);fbr(i=O; i10; i+)for(j=0；j10;j+)(pnntf(”d bij)；)pnntf(”n”)；)MPI_ScatteN(&aOO】c,rd,MPI_INT,&AOO,rcmnk,MPI_INT, 0,MPI_COMM_WORLD);MPI_ScatteN(&bOO】c,Ki,MPI_INT,&BOO,rcnink.M

13、PI_INT, 0,MPI_COMM_WORLD);矩阵加法的实现fbr(i=O; iicraiik/10; i+)(for(j=0;j10;j+)(Cij=Aij+Bij;)/*pnntf(HA nn);fbr(i=O ;irc rank/lffor(j=OjviOj+)(pimtfC%d ”.Ai。);)pnntR”n);prmtf(”B W);fbr(i=O ;irc rank/10;i+)ffor(j=OjviOj+)(pnntf(”d Bi|j);)pnntffn”)；printf(nC nn);fbr(i=O ;irc rank/lffor(j=OjviOj+)printf(nnn

14、);可输出计算结果pnntf(-C=A+B=n-);MPI_Gatherv(&COO,rcrank,MPI_INT,&DOO,0idMPI_INT.O,MPI_COMM_VORLD)；if(raiik=O)(for(i=0: i10; i+) for(j=0;j10;j+)( pnntf(”3d Dij);pnntf(”n”)； )MPLFmalizeQ;return 0;国j C:WindowsSystem32md.exe1 4 9 8 2 5 11,12 2 18 7 19(3 2 3 1 3 7 276 0 8 0 4 6 009 4 6 6 1 4 673 9 4 7 3 140& 1 5 5 1 0 16T35912630 4 3 5 2 1461 3 8 0 7 8 873口T 0 4 8 4 5 714 3 2 6