WoGu Wiki

Edytujesz nieaktualną wersję strony! Jeśli ją zapiszesz to stanie się ona wersją aktualną.

====== Zajęcia 1 ======
==== Makefile ====
<code bash># kompilator c
CCOMP = mpicc

# konsolidator
LINK = mpicc

MPIRUN = /usr/lib64/openmpi/bin/mpiexec

# opcje optymalizacji:
# wersja do debugowania
# OPT = -g -DDEBUG -p
# wersja zoptymalizowana do mierzenia czasu
# OPT = -O3 -fopenmp -p

# pliki naglowkowe
#INC = -I../pomiar_czasu

# biblioteki
#LIB = -L../pomiar_czasu -lm
LIB = -lm

# zaleznosci i komendy

heat: heat.o
	$(LINK) $(OPT) heat.o -o heat $(LIB)

heat.o: heat.c
	$(CCOMP) -c $(OPT) heat.c $(INC)

run:
	$(MPIRUN) -np 8 ./heat

clean:
	rm -f *.o</code>
==== heat.c ====
<code c># include <stdlib.h>
# include <stdio.h>
# include <math.h>

# include "mpi.h"

int main ( int argc, char *argv[] );
void heat_part ( int n, int p, int id, double x_min, double x_max );

/******************************************************************************/

int main ( int argc, char *argv[] )
{
  double a = 0.0; // lewy brzeg przedzialu
  double b = 1.0; // prawy brzeg przedzialu
  int i;  
  int id; // rank
  int n;  // liczba punktow dla kazdego wezla
  int p;  // size
  double x_max;
  double x_min;

MPI_Init ( &argc, &argv );

MPI_Comm_rank ( MPI_COMM_WORLD, &id );

MPI_Comm_size ( MPI_COMM_WORLD, &p );

n = 12; // liczba punktow dla kazdego wezla 
  i = 0;  // poczatkowa chwila czasu

// wspolrzedna lewego punktu dla wezla id
  x_min = ( ( double )( p * n + 1 - id * n - i ) * a   
          + ( double )(             id * n + i ) * b ) 
          / ( double ) ( p * n + 1              );

i = n + 1;

// wspolrzedna prawego punktu dla wezla id
  x_max = ( ( double )( p * n + 1 - id * n - i ) * a   
          + ( double )(             id * n + i ) * b ) 
          / ( double )( p * n + 1              );

heat_part ( n, p, id, x_min, x_max ); // obliczenia dla pojedynczego wezla

MPI_Finalize ( );
}

/******************************************************************************/
// obliczenia dla pojedynczego wezla - pojedynczego podobszaru
/******************************************************************************/
void heat_part ( int n, int p, int id, double x_min, double x_max )
{
  double cfl;
  double *h;
  double *h_new;
  int i;
  int ierr;
  int j;
  int j_max;
  int j_min;
  double k;
  MPI_Status status;
  double t;
  double t_del;
  double t_max;
  double t_min;
  int tag;
  double wtime;
  double *x;
  double x_del;

h = ( double * ) malloc ( ( n + 2 ) * sizeof ( double ) ); // rozwiazanie dla t_i
  h_new = ( double * ) malloc ( ( n + 2 ) * sizeof ( double ) ); // rozwiazanie dla t_i+1
  x = ( double * ) malloc ( ( n + 2 ) * sizeof ( double ) ); // wspolrzedne punktow

k = 0.002 / ( double ) p; // przewodniosc cieplna

j_min = 0; // indeksy krokow czasowych - min i max
  j_max = 100;
  t_min = 0.0; // chwile czasu - min i max
  t_max = 10.0;
  t_del = ( t_max - t_min ) / ( double ) ( j_max - j_min ); // krok czasowy Delta t

x_del = ( x_max - x_min ) / ( double ) ( n + 1 ); // odstep miedzy punktami
  for ( i = 0; i <= n + 1; i++ )
  {
    x[i] = ( ( double ) (         i ) * x_max   
           + ( double ) ( n + 1 - i ) * x_min ) 
           / ( double ) ( n + 1     );
  }

// ustawienie warunku poczatkowego
  for ( i = 0; i <= n + 1; i++ )
  {
    h[i] = 95.0;
  }

// sprawdzenie stabilnosci schematu
  cfl = k * t_del / x_del / x_del;

if ( 0.5 <= cfl )
  {
    printf ( "  CFL condition failed.\n" );
    exit ( 1 );
  }

wtime = MPI_Wtime ( ); //poczatek pomiaru czasu

for ( j = 1; j <= j_max; j++ )
  {

// wymiana informacji z wezlami sasiednimi
    tag = 1;

if ( id < p - 1 )
    {
      MPI_Send ( &h[n], 1, MPI_DOUBLE, id+1, tag, MPI_COMM_WORLD );
    }

if ( 0 < id )
    {
      MPI_Recv ( &h[0], 1, MPI_DOUBLE, id-1, tag, MPI_COMM_WORLD, &status );
    }

tag = 2;

if ( 0 < id )
    {
      // DO UZUPELNIENIA
	MPI_Send ( &h[1], 1, MPI_DOUBLE, id-1, tag, MPI_COMM_WORLD );
    }

if ( id < p - 1 )
    {
      // DO UZUPELNIENIA   
	MPI_Recv ( &h[n+1], 1, MPI_DOUBLE, id+1, tag, MPI_COMM_WORLD, &status );  
    }

// implementacja wzoru roznicowego
    for ( i = 1; i <= n; i++ )
    {
      h_new[i] = h[i] + t_del * ( 
        k * ( h[i-1] - 2.0 * h[i] + h[i+1] ) / x_del / x_del 
        + 2.0 * sin ( x[i] * t ) );
    }

// nowa chwila czasu
    t = ( ( double ) (         j - j_min ) * t_max   
            + ( double ) ( j_max - j         ) * t_min ) 
            / ( double ) ( j_max     - j_min );

// przygotowanie do nastepnego kroku czasowego
    for ( i = 1; i < n + 1; i++ )
    {
      h[i] = h_new[i];
    }
    if ( 0 == id ) h[0] = 100.0 + 10.0 * sin ( t );
    if ( id == p - 1 ) h[n+1] = 75;

}

// koncowa wymiana informacji z wezlami sasiednimi
  tag = 11;
  
  if ( id < p - 1 ) {
    MPI_Send ( &h[n], 1, MPI_DOUBLE, id+1, tag, MPI_COMM_WORLD );
  }
  
  if ( 0 < id ) {
    MPI_Recv ( &h[0], 1, MPI_DOUBLE, id-1, tag, MPI_COMM_WORLD, &status );
  }
  
  tag = 12;
  
  if ( 0 < id ) {
    // DO UZUPELNIENIA
    MPI_Send ( &h[1], 1, MPI_DOUBLE, id-1, tag, MPI_COMM_WORLD );
  }
  
  if ( id < p - 1 ) {
    // DO UZUPELNIENIA
    MPI_Recv ( &h[n+1], 1, MPI_DOUBLE, id+1, tag, MPI_COMM_WORLD, &status );      
  }
  
  wtime = MPI_Wtime ( ) - wtime;

if ( id == 0 )
  {
    printf ( "\n" );
    printf ( "  Wall clock elapsed seconds = %f\n", wtime );
  }

// wydruk wyniku
  printf ( "%2d  T= %f\n", id, t );
  printf ( "%2d  X= ", id );
  for ( i = 0; i <= n + 1; i++ )
  {
    printf ( "%7.2f", x[i] );
  }
  printf ( "\n" );
  printf ( "%2d  H= ", id );
  for ( i = 0; i <= n + 1; i++ )
  {
    printf ( "%7.2f", h[i] );
  }
  printf ( "\n" );

free ( h );
  free ( h_new );
  free ( x );

return;
}</code>

====== Zajęcia 2 ======
==== heat.c ====
<code c># include <stdlib.h>
# include <stdio.h>
# include <math.h>

# include "mpi.h"

int main ( int argc, char *argv[] );
void heat_part ( int n, int p, int id, double x_min, double x_max );

/******************************************************************************/

int main ( int argc, char *argv[] )
{
  double a = 0.0; // lewy brzeg przedzialu
  double b = 1000000.0; // prawy brzeg przedzialu
  int i;  
  int id; // rank
  int n;  // liczba punktow dla kazdego wezla
  int p;  // size
  double x_max;
  double x_min;

MPI_Init ( &argc, &argv );

MPI_Comm_rank ( MPI_COMM_WORLD, &id );

MPI_Comm_size ( MPI_COMM_WORLD, &p );

n = 1000000; // liczba punktow dla kazdego wezla 
  i = 0;  // poczatkowa chwila czasu

// wspolrzedna lewego punktu dla wezla id
  x_min = ( ( double )( p * n + 1 - id * n - i ) * a   
          + ( double )(             id * n + i ) * b ) 
          / ( double ) ( p * n + 1              );

i = n + 1;

// wspolrzedna prawego punktu dla wezla id
  x_max = ( ( double )( p * n + 1 - id * n - i ) * a   
          + ( double )(             id * n + i ) * b ) 
          / ( double )( p * n + 1              );

heat_part ( n, p, id, x_min, x_max ); // obliczenia dla pojedynczego wezla

MPI_Finalize ( );

}

/******************************************************************************/
// obliczenia dla pojedynczego wezla - pojedynczego podobszaru
/******************************************************************************/
void heat_part ( int n, int p, int id, double x_min, double x_max )
{
  double cfl;
  double *h;
  double *h_new;
  int i;
  int ierr;
  int j;
  int j_max;
  int j_min;
  double k;
  MPI_Status status;
  double t;
  double t_del;
  double t_max;
  double t_min;
  int tag;
  double wtime;
  double *x;
  double x_del;

MPI_Request req1, req2, req3, req4;
  MPI_Status stat1, stat2, stat3, stat4;

h = ( double * ) malloc ( ( n + 2 ) * sizeof ( double ) ); // rozwiazanie dla t_i
  h_new = ( double * ) malloc ( ( n + 2 ) * sizeof ( double ) ); // rozwiazanie dla t_i+1
  x = ( double * ) malloc ( ( n + 2 ) * sizeof ( double ) ); // wspolrzedne punktow

k = 0.002 / ( double ) p; // przewodniosc cieplna

j_min = 0; // indeksy krokow czasowych - min i max
  j_max = 100;
  t_min = 0.0; // chwile czasu - min i max
  t_max = 10.0;
  t_del = ( t_max - t_min ) / ( double ) ( j_max - j_min ); // krok czasowy Delta t

x_del = ( x_max - x_min ) / ( double ) ( n + 1 ); // odstep miedzy punktami
  for ( i = 0; i <= n + 1; i++ )
  {
    x[i] = ( ( double ) (         i ) * x_max   
           + ( double ) ( n + 1 - i ) * x_min ) 
           / ( double ) ( n + 1     );
  }

// ustawienie warunku poczatkowego
  for ( i = 0; i <= n + 1; i++ )
  {
    h[i] = 95.0;
  }

// sprawdzenie stabilnosci schematu
  cfl = k * t_del / x_del / x_del;

if ( 0.5 <= cfl )
  {
    printf ( "  CFL condition failed.\n" );
    exit ( 1 );
  }

wtime = MPI_Wtime ( ); //poczatek pomiaru czasu

for ( j = 1; j <= j_max; j++ )
  {

// wymiana informacji z wezlami sasiednimi

///NON BLOCK
    if ( id > 0 )
    {
        MPI_Irecv ( &h[0], 1, MPI_DOUBLE, id-1, 1, MPI_COMM_WORLD, &req1 );
    }
    if ( id < p - 1 )
    { 
	MPI_Irecv ( &h[n+1], 1, MPI_DOUBLE, id+1, 2, MPI_COMM_WORLD, &req2 );
    }
    ///END NON BLOCK
   
    if ( id > 0 )
    {
	MPI_Isend ( &h[1], 1, MPI_DOUBLE, id-1, 2, MPI_COMM_WORLD, &req3 );
    }
    if ( id < p - 1 )
    {
        MPI_Isend ( &h[n], 1, MPI_DOUBLE, id+1, 1, MPI_COMM_WORLD, &req4 );
    }

// implementacja wzoru roznicowego
    for ( i = 2; i <= n-1; i++ )
    {
      h_new[i] = h[i] + t_del * ( 
        k * ( h[i-1] - 2.0 * h[i] + h[i+1] ) / x_del / x_del 
        + 2.0 * sin ( x[i] * t ) );
    }

///NON BLOCK 
    ///WAIT FOR RECEIVE
    if ( id > 0 ) 
    {
      MPI_Wait(&req1, &stat1); 
    }
    if ( id < p - 1 ) 
    {
      MPI_Wait(&req2, &stat2); 
    }

int tmp = 1;
    h_new[tmp] = h[tmp] + t_del * ( 
        k * ( h[tmp-1] - 2.0 * h[tmp] + h[tmp+1] ) / x_del / x_del 
        + 2.0 * sin ( x[tmp] * t ) );
    tmp = n;
    h_new[tmp] = h[tmp] + t_del * ( 
        k * ( h[tmp-1] - 2.0 * h[tmp] + h[tmp+1] ) / x_del / x_del 
        + 2.0 * sin ( x[tmp] * t ) );

///WAIT FOR SEND
    if ( id > 0 ) 
    {
      MPI_Wait(&req3, &stat3); 
    }
    if ( id < p - 1 ) 
    {
      MPI_Wait(&req4, &stat4); 
    }

///END NON BLOCK

// nowa chwila czasu
    t = ( ( double ) (         j - j_min ) * t_max   
            + ( double ) ( j_max - j         ) * t_min ) 
            / ( double ) ( j_max     - j_min );

// przygotowanie do nastepnego kroku czasowego
    for ( i = 1; i < n + 1; i++ )
    {
      h[i] = h_new[i];
    }
    if ( 0 == id ) h[0] = 100.0 + 10.0 * sin ( t );
    if ( id == p - 1 ) h[n+1] = 75;

}

// koncowa wymiana informacji z wezlami sasiednimi
  tag = 11;
  
  if ( id < p - 1 ) {
    MPI_Send ( &h[n], 1, MPI_DOUBLE, id+1, tag, MPI_COMM_WORLD );
  }
  
  if ( 0 < id ) {
    MPI_Recv ( &h[0], 1, MPI_DOUBLE, id-1, tag, MPI_COMM_WORLD, &status );
  }
  
  tag = 12;
  
  if ( 0 < id ) {
    // DO UZUPELNIENIA
    MPI_Send ( &h[1], 1, MPI_DOUBLE, id-1, tag, MPI_COMM_WORLD );
  }
  
  if ( id < p - 1 ) {
    // DO UZUPELNIENIA
    MPI_Recv ( &h[n+1], 1, MPI_DOUBLE, id+1, tag, MPI_COMM_WORLD, &status );      
  }
  
  wtime = MPI_Wtime ( ) - wtime;

if ( id == 0 )
  {
    printf ( "\n" );
    printf ( "  Wall clock elapsed seconds = %f\n", wtime );
  }

// wydruk wyniku
  /*printf ( "%2d  T= %f\n", id, t );
  printf ( "%2d  X= ", id );
  for ( i = 0; i <= n + 1; i++ )
  {
    printf ( "%7.2f", x[i] );
  }
  printf ( "\n" );
  printf ( "%2d  H= ", id );
  for ( i = 0; i <= n + 1; i++ )
  {
    printf ( "%7.2f", h[i] );
  }
  printf ( "\n" ); */

free ( h );
  free ( h_new );
  free ( x );

return;
}</code>
===== Zajęcia 3 =====
==== child.c ====
<code c># include <stdlib.h>
# include <stdio.h>
# include <math.h>

# include "mpi.h"

int main ( int argc, char *argv[] );
void heat_part ( int n, int p, int id, double x_min, double x_max );

/******************************************************************************/

int main ( int argc, char *argv[] )
{
  int id; // rank
  int n;  // liczba punktow dla kazdego wezla
  int p;  // size
  double x_max;
  double x_min;
  MPI_Comm parentcomm; 
  MPI_Status status;

MPI_Init ( &argc, &argv );

MPI_Comm_rank ( MPI_COMM_WORLD, &id );

MPI_Comm_size ( MPI_COMM_WORLD, &p );

MPI_Comm_get_parent(&parentcomm);

MPI_Recv ( &x_min, 1, MPI_DOUBLE, 0, 1, parentcomm, &status );

MPI_Recv ( &x_max, 1, MPI_DOUBLE, 0, 2, parentcomm, &status );
  MPI_Recv ( &n, 1, MPI_INT, 0, 3, parentcomm, &status );

//MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);

heat_part ( n, p, id, x_min, x_max ); // obliczenia dla pojedynczego wezla

MPI_Finalize ( );

return 0;
}

/******************************************************************************/
// obliczenia dla pojedynczego wezla - pojedynczego podobszaru
/******************************************************************************/
void heat_part ( int n, int p, int id, double x_min, double x_max )
{
  double cfl;
  double *h;
  double *h_new;
  int i;
  int ierr;
  int j;
  int j_max;
  int j_min;
  double k;
  MPI_Status status;
  double t;
  double t_del;
  double t_max;
  double t_min;
  int tag;
  double wtime;
  double *x;
  double x_del;

h = ( double * ) malloc ( ( n + 2 ) * sizeof ( double ) ); // rozwiazanie dla t_i
  h_new = ( double * ) malloc ( ( n + 2 ) * sizeof ( double ) ); // rozwiazanie dla t_i+1
  x = ( double * ) malloc ( ( n + 2 ) * sizeof ( double ) ); // wspolrzedne punktow

k = 0.002 / ( double ) p; // przewodniosc cieplna

j_min = 0; // indeksy krokow czasowych - min i max
  j_max = 100;
  t_min = 0.0; // chwile czasu - min i max
  t_max = 10.0;
  t_del = ( t_max - t_min ) / ( double ) ( j_max - j_min ); // krok czasowy Delta t

x_del = ( x_max - x_min ) / ( double ) ( n + 1 ); // odstep miedzy punktami
  for ( i = 0; i <= n + 1; i++ )
  {
    x[i] = ( ( double ) (         i ) * x_max  
           + ( double ) ( n + 1 - i ) * x_min )
           / ( double ) ( n + 1     );
  }

// ustawienie warunku poczatkowego
  for ( i = 0; i <= n + 1; i++ )
  {
    h[i] = 95.0;
  }

// sprawdzenie stabilnosci schematu
  cfl = k * t_del / x_del / x_del;

if ( 0.5 <= cfl )
  {
    printf ( "  CFL condition failed.\n" );
    exit ( 1 );
  }

wtime = MPI_Wtime ( ); //poczatek pomiaru czasu

for ( j = 1; j <= j_max; j++ )
  {

// wymiana informacji z wezlami sasiednimi
    tag = 1;

if ( id < p - 1 )
    {
      MPI_Send ( &h[n], 1, MPI_DOUBLE, id+1, tag, MPI_COMM_WORLD );
    }

if ( 0 < id )
    {
      MPI_Recv ( &h[0], 1, MPI_DOUBLE, id-1, tag, MPI_COMM_WORLD, &status );
    }

tag = 2;

if ( 0 < id ) {
    MPI_Send ( &h[1], 1, MPI_DOUBLE, id-1, tag, MPI_COMM_WORLD );
  }
 
  if ( id < p - 1 ) {
    MPI_Recv ( &h[n+1], 1, MPI_DOUBLE, id+1, tag, MPI_COMM_WORLD, &status );     
  }

// implementacja wzoru roznicowego
    for ( i = 1; i <= n; i++ )
    {
      h_new[i] = h[i] + t_del * (
        k * ( h[i-1] - 2.0 * h[i] + h[i+1] ) / x_del / x_del
        + 2.0 * sin ( x[i] * t ) );
    }

// nowa chwila czasu
    t = ( ( double ) (         j - j_min ) * t_max  
            + ( double ) ( j_max - j         ) * t_min )
            / ( double ) ( j_max     - j_min );

// przygotowanie do nastepnego kroku czasowego
    for ( i = 1; i < n + 1; i++ )
    {
      h[i] = h_new[i];
    }
    if ( 0 == id ) h[0] = 100.0 + 10.0 * sin ( t );
    if ( id == p - 1 ) h[n+1] = 75;

}

// koncowa wymiana informacji z wezlami sasiednimi
  tag = 11;
 
  if ( id < p - 1 ) {
    MPI_Send ( &h[n], 1, MPI_DOUBLE, id+1, tag, MPI_COMM_WORLD );
  }
 
  if ( 0 < id ) {
    MPI_Recv ( &h[0], 1, MPI_DOUBLE, id-1, tag, MPI_COMM_WORLD, &status );
  }
 
  tag = 12;
 
  if ( 0 < id ) {
    // DO UZUPELNIENIA
    MPI_Send ( &h[1], 1, MPI_DOUBLE, id-1, tag, MPI_COMM_WORLD );
  }
 
  if ( id < p - 1 ) {
    // DO UZUPELNIENIA
    MPI_Recv ( &h[n+1], 1, MPI_DOUBLE, id+1, tag, MPI_COMM_WORLD, &status );     
  }
 
  wtime = MPI_Wtime ( ) - wtime;

if ( id == 0 )
  {
    printf ( "\n" );
    printf ( "  Wall clock elapsed seconds = %f\n", wtime );
  }

// wydruk wyniku
  printf ( "%2d  T= %f\n", id, t );
  printf ( "%2d  X= ", id );
  for ( i = 0; i <= n + 1; i++ )
  {
    printf ( "%7.2f", x[i] );
  }
  printf ( "\n" );
  printf ( "%2d  H= ", id );
  for ( i = 0; i <= n + 1; i++ )
  {
    printf ( "%7.2f", h[i] );
  }
  printf ( "\n" );

free ( h );
  free ( h_new );
  free ( x );

return;
}</code>

==== parent.c ====
<code c>
# include <stdlib.h>
# include <stdio.h>
# include <math.h>

# include "mpi.h"

int main ( int argc, char *argv[] );

/******************************************************************************/

int main ( int argc, char *argv[] )
{
  double a = 0.0; // lewy brzeg przedzialu
  double b = 1.0; // prawy brzeg przedzialu
  int i; 
  int id; // rank
  int n;  // liczba punktow dla kazdego wezla
  int p;  // size
  int np = 8; // liczba procesow
  double x_max;
  double x_min;
  MPI_Comm komunikator;
  int *errcodes;

MPI_Init ( &argc, &argv );

//MPI_Comm_rank ( MPI_COMM_WORLD, &id );

//MPI_Comm_size ( MPI_COMM_WORLD, &p );

MPI_Comm_spawn("dziecko", MPI_ARGV_NULL, np, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &komunikator, errcodes);

n = 12; // liczba punktow dla kazdego wezla
  int j;
  for(j=0;j<np;j++){
   i = 0;  // poczatkowa chwila czasu
    // wspolrzedna lewego punktu dla wezla id
    x_min = ( ( double )( np * n + 1 - j * n - i ) * a  
          + ( double )(             j * n + i ) * b )
          / ( double ) ( np * n + 1              );

i = n + 1;

// wspolrzedna prawego punktu dla wezla id
    x_max = ( ( double )( np * n + 1 - j * n - i ) * a  
          + ( double )(             j * n + i ) * b )
          / ( double )( np * n + 1              );
 
    MPI_Send ( &x_min, 1, MPI_DOUBLE, j, 1, komunikator );
    MPI_Send ( &x_max, 1, MPI_DOUBLE, j, 2, komunikator );
    MPI_Send ( &n, 1, MPI_INT, j, 3, komunikator );

}

MPI_Finalize ( );

return 0;
}</code>

Opis zmian

WoGu Wiki

Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny

Narzędzia strony