купукпукп. Виртуальные топологии

• Название: Виртуальные топологии
• Анкор: купукпукп
• Дата: 03.12.2021
• Размер: 103.86 Kb.
• Имя файла: lab_5.docx
• Тип: Отчет; #289994

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра МО ЭВМ


ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 5

по дисциплине «Параллельные алгоритмы»

Тема: Виртуальные топологии

Студент гр. 9381		Матвеев А. Н.
Преподаватель		Татаринов Ю. С.

Санкт-Петербург

2021

Цель работы.

Освоить виртуальные топологии, научиться работать с декартовыми топологиями.
Задание.

Вариант 7.

Количество процессов K равно 8 или 12, в каждом процессе дано вещественное число. Определить для всех процессов декартову топологию в виде трехмерной решетки размера 2 × 2 × K/4 (порядок нумерации процессов оставить прежним). Интерпретируя эту решетку как две матрицы размера 2 × K/4 (в одну матрицу входят процессы с одинаковой первой координатой), расщепить каждую матрицу процессов на K/4 одномерных столбцов. Используя одну коллективную операцию редукции, для каждого столбца процессов найти произведение исходных чисел и вывести найденные произведения в главных процессах каждого столбца.

Выполнение работы.

1. 
   Краткое описание выбранного алгоритма решения задачи.
   

Если количество процессов равно 8 или 12, определяется для всех процессов декартова топология в виде трехмерной решетки размера 2 × 2 × K/4.

(MPI_Cart_create).

Эта решётка интерпретируется как 2 матрицы 2*(k/4).

dims[0] = 2; // матрицы

dims[1] = 3; // столбцы

dims[2] = 2; // строки

Матрица расщепляется на k/4 одномерных столбцов ( MPI_Cart_sub). Для каждого столбца процессов выводится произведение исходных чисел и выводятся найденные произведения в главных процессах каждого столбца.
3. Формальное описание алгоритма с использованием аппарата Сетей Петри.


4. Листинг программы.

#include

#include

#include

#include

#include

#define N 2

using namespace std;
void freeArrays(const int * dims, const int * dimsFlags, const int * periods){

delete [] dimsFlags;

delete [] dims;

delete [] periods;

}

// Вариант 7
int main(int argc, char* argv[]) {

int ProcNum, ProcRank;

int newRank;

const int ndims = 3;

int * dims = nullptr;

int * dimsFlags = nullptr;

int * periods = nullptr;

int coords[3];
float num;

float mult = 1;

MPI_Status Status;

MPI_Init(&argc, &argv);

MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &ProcNum);

MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &ProcRank);

MPI_Comm comm_3D; // для формаирования решёток

MPI_Comm comm_2D; // для расщепления

MPI_Comm commCol;

num = (float)(ProcRank+1);

double tStart = MPI_Wtime();

double tEnd = 0;
if(ProcNum != 8 & ProcNum != 12){

cout << "Количество процессов не соответствует условиям варианта\n";

MPI_Finalize();

return 0;

}

dims = new int[ndims];

periods = new int[ndims];

dimsFlags = new int [ndims];
if(ProcNum == 8){

dims[0] = 2;

dims[1] = 2;

dims[2] = 2;

dimsFlags[0] = 1;

dimsFlags[1] = 1;

dimsFlags[2] = 0;

}

else if(ProcNum == 12){

dims[0] = 2;

dims[1] = 3;

dims[2] = 2;

dimsFlags[0] = 1;

dimsFlags[1] = 1;

dimsFlags[2] = 0;

}
periods[0] = 0;

periods[1] = 0;

periods[2] = 0;
MPI_Cart_create(MPI_COMM_WORLD, ndims, dims, periods, 0, &comm_3D);

MPI_Cart_coords(comm_3D, ProcRank, ndims, coords);
MPI_Cart_sub(comm_3D, dimsFlags, &comm_2D);

MPI_Cart_rank(comm_2D, coords, &newRank);
cout << "Proc: " << ProcRank << "(" << coords[0] << "," << coords[1] << "," << coords[2] << ");" << "NewColRank:"<< newRank <<", number = " << num << endl;
MPI_Reduce(&num, &mult, 1,MPI_FLOAT,MPI_PROD, 0, comm_2D);

if(newRank == 0){

cout << "Главный столбец столбца: Произведение исходных чисел = " << mult;

}

MPI_Comm_free(&comm_2D);

MPI_Comm_free(&comm_3D);

tEnd = MPI_Wtime();

printf("Time of performing program: %g; ProcRank: %d\n\n", tEnd - tStart, ProcRank);

freeArrays(dims, dimsFlags, periods);

MPI_Finalize();

return 0;

}

5. Результаты работы программы на 1,2 …. N процессорах.
Рис. 1. N = 8.


Рис. 2. N = 12.


6. График зависимости времени выполнения программы от числа процессов.

7. График ускорения.

6-7 пункты опущены, так как программа запускается только при n =8 и n = 12.

n = 8. Время выполнения: 0.000562429 мс.

n = 12. Время выполнения: 0.121399 мс.
Выводы.

Освоил виртуальные топологии, научился работать с декартовыми топологиями. Написана программа, выполняющая поставленную задачу. Ключевым в формировании топологии и её подмножеств является согласованность размерности и массива флагов (флагов того, включать ли данное измерение в данное подмножество топологии).