3

私は C で OpenMPI を学んでいます。このプログラムで行列の乗算を行うと少し問題が発生します。結果が間違っています。プログラムはコンパイルされますが、行列乗算アルゴリズムがどこか間違っているように感じます。

この問題を解決するための私のアプローチは、MPI_Scatter を使用して行列 A を分散させ、次に行列 B を転置することです。次に、MPI_Scatter 行列 B を分散させます。それらが分散されたら、行列乗算の計算を行い、結果をルート プロセスに戻します。何かが欠けているかどうかはわかりませんが、Scatter and Gather についてはまだ完全には理解していません。Send を使用して個々のプロセスに送信し、別のプロセスから Recv を送信できることは知っていますが、これは Scatter and Gather ではどのように機能しますか。このコードのどこかで間違いを犯した場合はお知らせください。ありがとう。

私のソースコード:

#define N 512
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <mpi.h>
#include <sys/time.h>
print_results(char *prompt, float a[N][N]);
 int main(int argc, char *argv[]) {
  int size, rank, blksz, i, j, k;
  float a[N][N], b[N][N], c[N][N];
  char *usage = "Usage: %s file\n";
  float row[N][N], col[N][N];
  FILE *fd;
  int portion, lowerbound, upperbound;
  double elapsed_time, start_time, end_time;
  struct timeval tv1, tv2;

  MPI_Init(&argc, &argv);
  MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
  MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
  blksz = (int) ceil((double) N / size);
  /*
  if (argc < 2) {
      fprintf (stderr, usage, argv[0]);
      return -1;
  }
  if ((fd = fopen(argv[1], "r")) == NULL) {
         fprintf(stderr, "%s: Cannot open file %s for reading.\n", argv[0],argv[1]);
         fprintf(stderr, usage, argv[0]);
         return -1;
 }
 */

//Read input from file for matrices a and b.
//The I/O is not timed because this I/O needs
//to be done regardless of whether this program
//is run sequentially on one processor or in
//parallel on many processors. Therefore, it is
//irrelevant when considering speedup.
if (rank == 0) {
    for (i = 0; i < N; i++)
        for (j = 0; j < N; j++)
            a[i][j] = i + j;
    for (i = 0; i < N; i++)
        for (j = 0; j < N; j++)
            b[i][j] = i + j;
    /*
    for (i = 0; i < N; i++) {
        for (j = i + 1; j < N; j++) {
            int temp = b[i][j];
            b[i][j] = b[j][i];
            b[j][i] = temp;
        }
    }
    */
}

//TODO: Add a barrier prior to the time stamp.
MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);
// Take a time stamp
gettimeofday(&tv1, NULL);
//TODO: Scatter the input matrices a and b.
    MPI_Scatter(a, blksz * N, MPI_FLOAT, row, blksz * N, MPI_FLOAT, 0,
        MPI_COMM_WORLD);
    MPI_Scatter(b, blksz * N, MPI_FLOAT, col, blksz * N, MPI_FLOAT, 0,
        MPI_COMM_WORLD);
//TODO: Add code to implement matrix multiplication (C=AxB) in parallel.
for (i = 0; i < blksz && rank * blksz + i < N; i++) {
    for (j = 0; j < N; j++) {
        c[i][j] = 0.0;
        for (k = 0; k < N; k++) {
            c[i][j] += row[i][j] * col[j][k];
        }
    }
}
//TODO: Gather partial result back to the master process.
MPI_Gather(c, blksz * N, MPI_FLOAT, c, blksz * N, MPI_FLOAT, 0,
        MPI_COMM_WORLD);
// Take a time stamp. This won't happen until after the master
// process has gathered all the input from the other processes.
gettimeofday(&tv2, NULL);
elapsed_time = (tv2.tv_sec - tv1.tv_sec) + ((tv2.tv_usec - tv1.tv_usec)
        / 1000000.0);
printf("elapsed_time=\t%lf (seconds)\n", elapsed_time);
// print results
MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);
print_results("C = ", c);
MPI_Finalize();

}

print_results(char *prompt, float a[N][N]) {
int i, j;
printf("\n\n%s\n", prompt);
for (i = 0; i < N; i++) {
    for (j = 0; j < N; j++) {
        printf(" %.2f", a[i][j]);
    }
    printf("\n");
}
printf("\n\n");
}
4

2 に答える 2

2

計算カーネルが間違っています。はb転置され、 c i,jiは単に row fromaと row jfromの内積bであるため、最も内側のループは次のようになります。

for (k = 0; k < N; k++) {
    c[i][j] += row[i][k] * col[j][k];  // row[i][k] and not row[i][j]
}

あなたの行列に加えてfloat、（コメントアウトされた）転置コードでは、temp変数はintです。aおよびの要素を整数で初期化するため、その特定のケースでは機能する可能性がありますbが、一般的なケースでは機能しません。

それ以外の場合、スキャッター/ギャザー部分は問題ないように見えます。Nが MPI プロセスの数で割り切れない場合、コードは機能しないことに注意してください。これらのケースを処理するには、 と の使用を検討する必要がMPI_ScattervありMPI_Gathervます。

于 2012-09-22T19:42:55.370 に答える
0

行列の乗算をしようとしていると思います。行列を転置する必要はありません。

行列 b を散布することはできません。マトリックスの各行ごとに、マトリックスa全体が必要になるためbです。b 行列をブロードキャストするのが正しいでしょう。

MPI_Scatter(a, blksz * N, MPI_FLOAT, row, blksz * N, MPI_FLOAT, 0,MPI_COMM_WORLD);
MPI_Bcast(b, N * N, MPI_FLOAT, 0,MPI_COMM_WORLD);

また、@Hristo lliev で述べたように、乗算コードを変更する必要があります。

for (i = 0; i < blksz && rank * blksz + i < N; i++) {
    for (j = 0; j < N; j++) {
        product[i][j] = 0.0;
        for (k = 0; k < N; k++) {
            product[i][j] = product[i][j]+ row[i][k] * b[k][j];
        }
    }
}

この実装の正しい配列宣言は次のとおりです。

float row[blksz][N] , product[blksz][N]

収集を使用productして、ルート ノードのすべてのノードからの配列を結合します。

MPI_Gather(product, blksz * N, MPI_FLOAT, c, blksz * N, MPI_FLOAT, 0,MPI_COMM_WORLD);

そして、あなたは使用する必要がありMPI_ScattervますMPI_Gatherv

于 2013-01-23T01:09:30.887 に答える