使用MPI 计算积分
我们现在使用MPI 来对一个SIN 函数进行定积分求面积的计算。 简单说下定积分,定积分根据将X划分为一个一个的小梯形,将面积球和之后近似于目标面积。如上图所示,我们需要的是使用MPI 将整个图形分解成N 个梯形,其中每一个梯形的面积开一个进程来计算,然后使用MPI 的规约求和函数来计算最终的结果。
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<mpi.h> #include<math.h> const double a = 0.0; const double b = 3.14; int n = 100; /*计算梯形面积的函数*/ double sum_quer(double a,double b,int n,double h){ double *x = (double *)malloc(sizeof(double) * (n + 1)); double *f = (double *)malloc(sizeof(double) * (n + 1)); double inte = (sin(a) + sin(b)) /2; for(int i = 0;i < (n+1);i++){ x[i] = x[i-1] + h; f[i] = sin(x[i]); inte += f[i]; } inte = inte*h; return 0; } int main(int argc,char **argv){ int myid,nprocs; int local_n; double local_a; double local_b; double total_inte; MPI_Init(&argc,&argv); /*初始化MPI 系统*/ MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&myid); /*设置当前通信子*/ MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&nprocs);/*设置工作进程个数*/ local_n = n / nprocs; int h = (b - a)/n; local_a = a + myid *local_n*h; local_b = local_a + local_n * h; double local_inte = sum_quer(local_a,local_b,local_n,h); MPI_Reduce(&local_inte,&total_inte,1,MPI_DOUBLE,MPI_SUM,0,MPI_COMM_WORLD); /*规约各个计算结果*/ if(myid == 0){ printf("integral out put is %d",total_inte); } MPI_Finalize(); return 0; }
这里还有几个小点需要注意。 关于IO处理。 我们的程序是SPMD 类型的,程序只需要编写一次然后多进程执行罢了,但是如果我们需要输入数据呢?比如使用scanf 来输入数据? 解决方法:给0号进程编写scanf 函数,其他的进程使用 MPI_Send 来接受变量。
#include<stdio.h> #include<mpi.h> void get_data(){ int my_rank; int comm_zz; double *a; double *b; int *n; int dest; if(my_rank == 0){ /*如果是0号进程就接受并发送数据*/ scanf("%lf %lf %d",a,b,n); for(dest = 0;dest < comm_zz;dest++){ MPI_Send(a,1,MPI_DOUBLE,dest,0,MPI_COMM_WORLD); MPI_Send(b,1,MPI_DOUBLE,dest,0,MPI_COMM_WORLD); MPI_Send(n,1,MPI_INT,dest,0,MPI_COMM_WORLD); } }else{ /*其他进程接受参数*/ MPI_Recv(a,1,MPI_DOUBLE,0,0,MPI_COMM_WORLD,MPI_STATUS_IGNORE); MPI_Recv(b,1,MPI_DOUBLE,0,0,MPI_COMM_WORLD,MPI_STATUS_IGNORE); MPI_Recv(n,1,MPI_INT,0,0,MPI_COMM_WORLD,MPI_STATUS_IGNORE); } }
MPI_Reduce全局规约函数,很简单,最核心的是第五个参数操作符参数,根据不同的参数我们可以实现不同的功能。 MPI 中定义的规约操作符 MPI_MAX 最大值 MPI_MIN 最小值 MPI_SUM 累加和 MPI_PROD 累乘积 MPI_LAND 逻辑与 MPI_BAND 按位于 MPI_LOR 逻辑或 MPI_BOR 按位或 MPI_LXOR 逻辑异或 MPI_BXOR 按位异或 MPI_MAXLOC 求最大值和位置 MPI_MINLOC 求最小值和位置 集和通信与点对点通信 1.在通信子中的所有进程都必须调用相同的集和通信函数 2.每个进程传递给MPI集合通信函数的参数必须是相融的 3.参数output_data_p 只用在dest_process 上。 4.点对点通信函数是通过标签和通信子来匹配的。集合通信函数不使用标签,只通过通信子和调用顺序来进行匹配。 查看原文:http://zmrlinux.com/2017/01/24/%e4%bd%bf%e7%94%a8mpi-%e8%ae%a1%e7%ae%97%e7%a7%af%e5%88%86/
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