ПВМ   ОКМ   ДМ   экономическая информатика   4GL   Теория и практика обработки информации

Параллельная виртуальная машина, PVM

Точечное произведение

Здесь показана простая программа на Fortran - PSDOT - для вычисления точечного произведения. Программа вычисляет точечное произведение массивов X и Y. В первую очередь, в PSDOT вызываются PVMFMYTID() и PVMFPARENT(). Вызов PVMFPARENT вернет PVMNOPARENT, если задача не была ранее порождена другой задачей ПВМ. Если это случай, когда PSDOT - ведущая и, следовательно, должна породить отдельные рабочие копии PSDOT, то у пользователя запрашивается число рабочих процессов и длина векторов для вычисления. Каждый порождаемый процесс будет принимать $n/nproc$ элементов X и Y, где $n$ - длина векторов, а $nproc$ - количество процессов, используемых при вычислении. Если $n$ не делится на $nproc$ нацело, то ведущий будет вычислять точечное произведение "дополнительных элементов". Подпрограммой SGENMAT случайным образом генерируются значения X и Y. После этого, PSDOT порождает $nproc-1$ своих копий и передает каждой новой задаче часть массивов X и Y. Каждое сообщение содержит размеры подмассивов и, собственно, сами подмассивы. После того, как ведущий породил рабочие процессы и передал подвекторы, он вычисляет точечное произведение своей порции X и Y. Затем ведущий процесс принимает остальные локальные точечные произведения от рабочих процессов. Обратите внимание на то, что при вызове PVMFRECV как параметр-идентификатор задачи используется специальный символ (-1). Это говорит о том, что сообщение от "любой" задачи будет устраивать принимающую сторону. Применение специального символа таким образом может привести к "гибридизации". Но, в данном случае, "гибридизация" не создаст проблему - т.к. сложение по своей природе коммутативно. Другими словами, совершенно не важно, в каком порядке складываются частичные суммы, полученные от рабочих. Если кто-то не уверен, что "гибридизация" не приведет к нежелательным программным эффектам, то ему желательно избегать ее возникновения.

Как только ведущий принял все локальные точечные произведения и просуммировал их в одно глобальное точечное произведение, он вычисляет полное точечное произведение уже локально. Один результат вычитается из второго, а разница между величинами выводится на экран. Несущественная разница вполне ожидаема, т.к. существуют погрешности, связанные с округлениями чисел с плавающей точкой.

Если программа PSDOT -это рабочий, то она принимает содержащее подмассивы X и Y сообщение от ведущего процесса. Она вычисляет точечное произведение этих подмассивов и передает результат назад ведущему процессу. В интересах краткости, сюда не включили подпрограммы SGENMAT и SDOT.

Программа-пример PSDOT_F:

PROGRAM PSDOT

*

* PSDOT параллельно реализует внутреннее (или точечное) произведение:

* векторы X и Y сначала находятся на ведущей станции, которая затем

* устанавливает виртуальную машину, раздает данные и задания, и,

* наконец, суммирует локальные результаты с целью получения 

* глобального внутреннего произведения.

*

* .. Внешние подпрограммы ..

EXTERNAL PVMFMYTID, PVMFPARENT, PVMFSPAWN, PVMFEXIT, PVMFINITSEND

EXTERNAL PVMFPACK, PVMFSEND, PVMFRECV, PVMFUNPACK, SGENMAT

*

* .. Внешние функции ..

INTEGER ISAMAX

REAL SDOT

EXTERNAL ISAMAX, SDOT

*

* .. Внутренние функции ..

INTRINSIC MOD

*

* .. Параметры ..

INTEGER MAXN

PARAMETER ( MAXN = 8000 )

INCLUDE 'fpvm3.h'

*

* .. Скаляры ..

INTEGER N_ LN_ MYTID_ NPROCS_ IBUF_ IERR

INTEGER I, J, K

REAL LDOT, GDOT

*

* .. Массивы ..

INTEGER TIDS(0:63)

REAL X(MAXN), Y(MAXN)

*

* Регистрация в ПВМ и получение идентификаторов задач своего и ведущего

* процессов.

*

CALL PVMFMYTID( MYTID )

CALL PVMFPARENT( TIDS(0) )

*

* Нужно ли порождать другие процессы (Это - ведущий процесс).

*

IF ( TIDS(0) .EQ. PVMNOPARENT ) THEN

*

* Получение исходных данных.

*

WRITE(*.*) 'Сколько процессов нужно создать (1-64)?'

READ(*.*) NPROCS

WRITE(*,2000) MAXN

READ(*.*) N

TIDS(0) = MYTID

IF ( N .GT. MAXN ) THEN

WRITE(*.*) 'N слишком велико. Увеличьте параметр MAXN'//

$ 'для этого случая.'

STOP

END IF

*

* LN - это количество элементов точечного произведения для локальной

* обработки. Все имеют одинаковое количество, а "лишние" элементы

* достаются ведущему. "Общее" количество элементов и хранится в J.

*

J = N / NPROCS

LN = J + MOD(N, NPROCS)

I = LN + 1

*

* Генерирование случайных X и Y.

*

CALL SGENMAT( N, 1, X, N, MYTID, NPROCS, MAXN, J )

CALL SGENMAT( N, 1, Y, N, I, N, LN, NPROCS )

*

* Обход всех рабочих процессов.

*

DO 10 K = 1, NPROCS-1

*

* Порождение процесса и проверка на ошибки.

*

CALL PVMFSPAWN( 'psdot', 0, 'anywhere', 1, TIDS(K), IERR )

IF (IERR .NE. 1) THEN

WRITE(*.*) 'ERROR, невозможно создать процесс #',K,

$ '. Dying . . .'

CALL PVMFEXIT( IERR )

STOP

END IF

*

* Рассылка исходных данных.

*

CALL PVMFINITSEND( PVMDEFAULT, IBUF )

CALL PVMFPACK( INTEGER4, J, 1, 1, IERR )

CALL PVMFPACK( REAL4, X(I), J, 1, IERR )

CALL PVMFPACK( REAL4, Y(I), J, 1, IERR )

CALL PVMFSEND( TIDS(K), 0, IERR )

I = I + J

10 CONTINUE

*

* Вычисление ведущим своей части точечного произведения.

*

GDOT = SDOT( LN, X, 1, Y, 1 )

*

* Получение локальных точечных произведений и их сложение с целью

* формирования глобального.

*

DO 20 K = 1, NPROCS-1)

CALL PVMFRECV( -1, 1, IBUF )

CALL PVMFUNPACK( REAL4, LDOT, 1, 1, IERR )

GDOT = GDOT + LDOT

20 CONTINUE

*

* Вывод на экран результатов.

*

WRITE(*,*) ' '

WRITE(*,*) '<x,y> = ',GDOT

*

* "Последовательное" вычисление точечного произведения и его вычитание

* из "распределенного" точечного произведения - с целью проверки

* на допустимость уровня ошибок.

*

LDOT = SDOT( N, X, 1, Y, 1 )

WRITE(*,*) '<x,y> : последовательное произведение. <x,y>^ : '//

$ 'распределенное произведение.'

WRITE(*,*) '| <x,y> - <x,y>^ | = ',ABS(GDOT = LDOT)

WRITE(*,*) 'Завершено.'

*

* Является ли этот процесс рабочим.

*

ELSE

*

* Прием исходных данных.

*

CALL PVMFRECV( TIDS(0), 0, IBUF )

CALL PVMFUNPACK( INTEGER4, LN, 1, 1, IERR )

CALL PVMFUNPACK( REAL, X, LN, 1, IERR )

CALL PVMFUNPACK( REAL, Y, LN, 1, IERR )

*

* Вычисление локального точечного произведения и передача его

* ведущему.

*

LDOT = SDOT( LN, X, 1, Y, 1 )

CALL PVMFINITSEND( PVMDEFAULT, IBUF )

CALL PVMFPACK( REAL4, LDOT, 1, 1, IERR )

CALL PVMFSEND( TIDS(0), 1, IERR )

END IF

*

CALL PVMFEXIT( 0 )

*

1000 FORMAT(I10, 'Успешно порожден процесс #',I2,', TID =',I10)

2000 FORMAT('Введите длину перемножаемых векторов (1 -',I7,'):')

STOP

*

* End program PSDOT

*

END

ПВМ   ОКМ   ДМ   экономическая информатика   4GL   Теория и практика обработки информации

Знаете ли Вы, что целевая функция - это математическое выражение, отражающее выбранный критерий эффективности функционирования исследуемой системы в её математической модели.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 10.11.2021 - 12:37: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:36: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от д.м.н. Александра Алексеевича Редько - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:35: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вадима Глогера, США - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:18: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> Волновая генетика Петра Гаряева, 5G-контроль и управление - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:18: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:16: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:15: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Екатерины Коваленко - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вильгельма Варкентина - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution