计算流体力学课程教学课件第十三讲mi并行程序设计初步.ppt

服务器/前端机 计算节点 a.exe a.exe a.exe 回顾 MPI 程序的运行原理： 服务器（前端机）编译 可执行代码复制 N 份，每个节点运行一份 调用MPI库函数 得到每个节点号 myid 根据myid 不同，程序不同 调用MPI 库函数进行通讯 MPI 编程的基本思想： 主从式，对等式 推荐采用对等式编程思想 基本的MPI函数（6个） MPI初始化 MPI_Init(ierr) ； MPI结束 MPI_Finalize(ierr) 得到当前进程标识 MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,myid,ierr) 得到通信域包含的进程数 MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,numprocs,ierr) 消息发送 MPI_Send(buf,count,datatype,dest,tag,comm, ierr) 消息接收 MPI_Recv(buf,count,datatype,source,tag,comm,status,ierr) * 作业 13.1 熟悉MPI环境及基本编程 1） 建立MPI运行环境 （有并行机账户或在微机上安装MPI环境）。 2） 编制如下基本的MPI程序 计算S=1+2+3……+1000 要求程序可以实现N个进程的并行运行且负载尽量均衡。 N可变，程序中使用MPI_Comm_Size()函数读入N。由0号进程打印计算结果。 3）在并行环境上运行，输出结果。 要求： 提交源程序及运行情况的屏幕截图 * 13.2 实现矩阵相乘的并行计算 矩阵A, B 均为N*N的方阵，试计算矩阵C=AB； 使用P个进程并行计算（N可以被P整除）； 矩阵A，B及C均采用分布式存储； A, C按行分割， B按列分割存储（见本稿 47页）。 要求编写计算C矩阵的MPI程序，并进行计算。 实际计算时，矩阵A, B请采用如下值， N设为100 计算出C矩阵后，请计算 ，并由根节点打印出来。 将S值与串行程序的结果进行对比，校验程序的正确性； 使用1,2,4,10个进程进行计算，并利用MPI_Wtime( )函数计算程序的运行时间；考核加速比及计算效率。 要求： 1）提交计算程序； 2）使用1，2，4，10个进程计算，提交计算结果（S值及计算时间）、计算效率及加速比。 * * * * 基本概念： 通信域（通信子） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 MPI_COMM_WORLD MPI_Comm_1 MPI_Comm_2 * 把全班分成几个组，执行任务更方便 “班名”， 包含全班同学 MPI 预定义 my_id “学号” 组的名字（编号） 组内编号 通信子 例如： 把一个班分成若干组 MPI 消息传递函数 消息发送 MPI_Send(buf,count,datatype,dest,tag,comm, ierr) MPI消息：数据描述+信封 数据描述：＜起始地址，数据个数，数据类型＞ 信封： ＜源/目，标签，通信域＞ * buf: 数据起始地址 (Fortran : 变量名， C： 变量地址/指针） count: 数据数目 （以datatype为单位，必须连续） MPI_Send(buf,count,datatype,dest,tag,comm,ierr) * Datatype: 数据类型 MPI_INTEGER, MPI_REAL, MPI_DOUBLE_PRECISION, MPI_COMPLEX, MPI_LOGICAL, MPI_CHARACTER, MPI_BYTE, MPI_PACKED Real*8 x(10) …… （给x 赋值） Call MPI_send( x(1), 10, MPI_double_precision, …..) 数据的首地址 （不是变量的值） 10 个数据（不是10个字节） Fortran : 按地址传送 ： x(1) 或 x C: 按值传送： (x[0]) 或x dest: 发送目标的ID （integer） Tag: 消息标签 (integer) Co