КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Коллективный обмен
Участниками коллективного обмена являются более двух процессов. Широковещательная рассылка int MPI_Bcast(void *buffer, int count, MPI_Datatype datatype, int root, MPI_Comm comm) MPI_BCAST(BUFFER, COUNT, DATATYPE, ROOT, COMM, IERR) Параметры этой процедуры одновременно являются входными и выходными:
Схема распределения данных представлена на рис. 3.4.
Синхронизация с помощью "барьера" (рис. 3.5) int MPI_Barrier(MPI_Comm comm) MPI_BARRIER(COMM, IERR)
При синхронизации с барьером выполнение каждого процесса из данного коммуникатора приостанавливается до тех пор, пока все процессы не выполнят вызов процедуры синхронизации MPI_Barrier. Распределение данных int MPI_Scatter(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void *rcvbuf, int rcvcount, MPI_Datatype rcvtype, int root, MPI_Comm comm) MPI_SCATTER(SENDBUF,SENDCOUNT, SENDTYPE, RCVBUF, RCVCOUNT, RCVTYPE, ROOT, COMM, IERR) Входные параметры:
Выходной параметр:
Процесс с рангом root распределяет содержимое буфера передачи sendbuf среди всех процессов (рис. 3.6). Содержимое буфера передачи разбивается на несколько фрагментов, каждый из которых содержит sendcount элементов. Первый фрагмент передается процессу 0, второй процессу 1 и т. д. Аргументы sendимеют значение только на стороне процесса root.
Сбор сообщений от остальных процессов в буфер главной задачи int MPI_Gather(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void *rcvbuf, int rcvcount, MPI_Datatype rcvtype, int root, MPI_Comm comm)
MPI_GATHER(SENDBUF, SENDCOUNT, SENDTYPE, RCVBUF, RCVCOUNT, RCVTYPE, ROOT, COMM, IERR) Каждый процесс в коммуникаторе comm пересылает содержимое буфера передачи sendbuf процессу с рангом root. Процесс root "склеивает" полученные данные в буфере приема (рис. 3.7). Порядок склейки определяется рангами процессов, то есть в результирующем наборе после данных от процесса 0 следуют данные от процесса 1, затем данные от процесса 2 и т. д. Аргументы rcvbuf, rcvcount и rcvtype играют роль только на стороне главного процесса. Аргумент rcvcountуказывает количество элементов данных, полученных от каждого процесса (но не суммарное их количество). При вызове подпрограмм MPI_Scatter и MPI_Gatherиз разных процессов следует использовать общий главный процесс.
Векторная подпрограмма распределения данных int MPI_Scatterv(void *sendbuf, int *sendcounts, int *displs, MPI_Datatype sendtype, void *rcvbuf, int rcvcount, MPI_Datatype rcvtype, int root, MPI_Comm comm)
MPI_SCATTERV(SENDBUF, SENDCOUNTS, DISPLS, SENDTYPE, RCVBUF, RCVCOUNT, RCVTYPE, ROOT, COMM, IERR) Входные параметры:
Выходной параметр:
Сбор данных от всех процессов в заданном коммуникаторе и запись их в буфер приема с указанным смещением int MPI_Gatherv(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf, int *recvcounts, int *displs, MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
MPI_GATHERV(SENDBUF, SENDCOUNT, SENDTYPE, RECVBUF, RECVCOUNTS, DISPLS, RECVTYPE, ROOT, COMM, IERR) Список параметров у этой подпрограммы похож на список параметров подпрограммы MPI_Scatterv. В обменах, выполняемых подпрограммами MPI_Allgather иMPI_Alltoall, нет главного процесса. Детали отправки и приема важны для всех процессов, участвующих в обмене. Сбор данных от всех процессов и распределение их всем процессам int MPI_Allgather(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void *rcvbuf, int rcvcount, MPI_Datatype rcvtype, MPI_Comm comm)
MPI_ALLGATHER(SENDBUF, SENDCOUNT, SENDTYPE, RCVBUF, RCVCOUNT, RCVTYPE, COMM, IERR) Входные параметры:
Выходной параметр:
Блок данных, переданный от j-го процесса, принимается каждым процессом и размещается в j-м блоке буфера приема recvbuf (рис. 3.8).
Пересылка данных по схеме "каждый - всем" int MPI_Alltoall(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void *rcvbuf, int rcvcount, MPI_Datatype rcvtype, MPI_Comm comm)
MPI_ALLTOALL(SENDBUF, SENDCOUNT, SENDTYPE, RCVBUF, RCVCOUNT, RCVTYPE, COMM, IERR) Входные параметры:
Выходной параметр:
Векторными версиями MPI_Allgather и MPI_Alltoall являются подпрограммы MPI_Allgatherv и MPI_Alltoallv. Сбор данных от всех процессов и пересылка их всем процессам int MPI_Allgatherv(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void *rcvbuf, int *rcvcounts, int *displs, MPI_Datatype rcvtype, MPI_Comm comm)
MPI_ALLGATHERV(SENDBUF, SENDCOUNT, SENDTYPE, RCVBUF, RCVCOUNTS, DISPLS, RCVTYPE, COMM, IERR) Ее параметры совпадают с параметрами подпрограммы MPI_Allgather, за исключением дополнительного входного параметра displs. Это целочисленный одномерный массив, количество элементов в котором равно количеству процессов в коммуникаторе. Элемент массива с индексом i задает смещение относительно начала буфера приема recvbuf, в котором располагаются данные, принимаемые от процесса i. Блок данных, переданный от j-го процесса, принимается каждым процессом и размещается в j-м блоке буфера приема. Пересылка данных от всех процессов всем процессам со смещением int MPI_Alltoallv(void *sendbuf, int *sendcounts, int *sdispls, MPI_Datatype sendtype, void *rcvbuf, int *rcvcounts, int *rdispls, MPI_Datatype rcvtype, MPI_Comm comm) MPI_ALLTOALLV(SENDBUF, SENDCOUNTS, SDISPLS, SENDTYPE, RCVBUF, RCVCOUNTS, RDISPLS, RCVTYPE, COMM, IERR) Ее параметры аналогичны параметрам подпрограммы MPI_Alltoall, кроме двух дополнительных параметров:
Операция приведения, результат которой передается одному процессу int MPI_Reduce(void *buf, void *result, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, int root, MPI_Comm comm)
MPI_REDUCE(BUF, RESULT, COUNT, DATATYPE, OP, ROOT, COMM, IERR) Входные параметры:
MPI_Reduce применяет операцию приведения к операндам из buf, а результат каждой операции помещается в буфер результата result (рис. 3.9). MPI_Reduceдолжна вызываться всеми процессами в коммуникаторе comm, а аргументы count, datatype и op в этих вызовах должны совпадать.
Предопределенные операции приведения приведены в табл. 3.3. Определение собственных глобальных операций int MPI_Op_create(MPI_User_function *function, int commute, MPI_Op *op) MPI_OP_CREATE(FUNCTION, COMMUTE, OP, IERR) Входные параметры:
Описание типа пользовательской функции выглядит следующим образом: typedef void (MPI_User_function)(void *a, void *b, int *len, MPI_Datatype *dtype) Здесь операция определяется так: b[I] = a[I] op b[I] для I = 0,..., len-1.
Удаление пользовательской функции int MPI_Op_free(MPI_Op *op) MPI_OP_FREE(OP, IERR) После завершения вызова op присваивается значение MPI_OP_NULL. Одновременные сбор и распределение данных int MPI_Reduce_scatter(void *sendbuf, void *rcvbuf, int *rcvcounts, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm) MPI_REDUCE_SCATTER(SENDBUF,RCVBUF,RCVCOUNTS,DATATYPE,OP,COMM, IERR) Входные параметры:
Выходной параметр:
Каждая задача получает не весь результирующий массив, а его часть. Сбор данных от всех процессов и сохранение результата операции приведения в результирующем буфере каждого процесса int MPI_Allreduce(void *sendbuf, void *rcvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)
MPI_ALLREDUCE(SENDBUF, RCVBUF, COUNT, DATATYPE, OP, COMM, IERR) Входные параметры:
При аварийном завершении подпрограмма может возвращать код ошибки MPI_ERR_OP (некорректная операция). Это происходит, если применяется операция, которая не является предопределенной и которая не создана предшествующим вызовом подпрограммы MPI_Op_create. Операции сканирования (частичной редукции) int MPI_Scan(void *sendbuf, void *rcvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)
MPI_SCAN(SENDBUF, RCVBUF, COUNT, DATATYPE, OP, COMM, IERR) Входные параметры:
Выходной параметр:
Стандартный коммуникатор MPI_COMM_WORLD создается автоматически при запуске параллельной программы на выполнение. Напомним, что имеются также стандартные коммуникаторы:
Получение доступа к группе group, связанной с коммуникатором comm int MPI_Comm_group(MPI_Comm comm, MPI_Group *group)
MPI_COMM_GROUP(COMM, GROUP, IERR) Выходной параметр - группа. Для выполнения операций с группой к ней сначала необходимо получить доступ. Создание новой группы newgroup из n процессов, входящих в группу oldgroup int MPI_Group_incl(MPI_Group oldgroup, int n, int *ranks, MPI_Group *newgroup)
MPI_GROUP_INCL(OLDGROUP, N, RANKS, NEWGROUP, IERR) Ранги процессов содержатся в массиве ranks. В новую группу войдут процессы с рангами ranks[0], ranks[n - 1],причем рангу i в новой группе соответствует ранг ranks[i] в старой группе. При n = 0 создается пустая группа MPI_GROUP_EMPTY. С помощью данной подпрограммы можно не только создать новую группу, но и изменить порядок процессов в старой группе. Создание группы newgroup исключением из исходной группы (group) процессы с рангами ranks[0]..., ranks[n - 1] int MPI_Group_excl(MPI_Group oldgroup, int n, int *ranks, MPI_Group *newgroup) MPI_GROUP_EXCL(OLDGROUP, N, RANKS, NEWGROUP, IERR) При n = 0 новая группа тождественна старой. Создание группы newgroup из группы group добавлением в нее n процессов, ранг которых указан в массиве ranks int MPI_Group_range_incl(MPI_Group oldgroup, int n, int ranks[][3], MPI_Group *newgroup)
MPI_GROUP_RANGE_INCL(OLDGROUP, N, RANKS, NEWGROUP, IERR) Массив ranks состоит из целочисленных триплетов вида (первый_1, последний_1, шаг_1),..., (первый_n, последний_n, шаг_n). В новую группу войдут процессы с рангами (по первой группе) первый_1, первый_1 + шаг_1,.... Создание группы newgroup из группы group исключением из нее n процессов, ранг которых указан в массиве ranks int MPI_Group_range_excl(MPI_Group group, int n, int ranks[][3], MPI_Group *newgroup)
MPI_GROUP_RANGE_EXCL(GROUP, N, RANKS, NEWGROUP, IERR) Массив ranks устроен так же, как аналогичный массив в подпрограмме MPI_Group_range_incl. Создание новой группы (newgroup) из разности двух групп (group1) и (group2) int MPI_Group_difference(MPI_Group group1, MPI_Group group2, MPI_Group *newgroup)
MPI_GROUP_DIFFERENCE(GROUP1, GROUP2, NEWGROUP, IERR) Создание новой группы (newgroup) из пересечения групп group1 и group2 int MPI_Group_intersection(MPI_Group group1, MPI_Group group2, MPI_Group *newgroup)
MPI_GROUP_INTERSECTION(GROUP1, GROUP2, NEWGROUP, IERR) Создание группы (newgroup) объединением групп group1 и group2 Int MPI_Group_union(MPI_Group group1, MPI_Group group2, MPI_Group *newgroup)
MPI_GROUP_UNION(GROUP1, GROUP2, NEWGROUP, IERR) Имеются и другие подпрограммы-конструкторы новых групп. Уничтожение группы group int MPI_Group_free(MPI_Group *group)
MPI_GROUP_FREE(GROUP, IERR) Определение количества процессов (size) в группе (group) MPI_GROUP_SIZE(GROUP, SIZE, IERR) int MPI_Group_size(MPI_Group group, int *size) Определение ранга (rank) процесса в группе group int MPI_Group_rank(MPI_Group group, int *rank)
MPI_GROUP_RANK(GROUP, RANK, IERR) Если процесс не входит в указанную группу, возвращается значение MPI_UNDEFINED. Преобразование ранга процесса в одной группе в его ранг относительно другой группы int MPI_Group_translate_ranks(MPI_Group group1, int n, int *ranks1, MPI_Group group2, int *ranks2) MPI_GROUP_TRANSLATE_RANKS(GROUP1, N, RANKS1, GROUP2, RANKS2, IERR) Сравнение групп group1 и group2 int MPI_Group_compare(MPI_Group group1, MPI_Group group2, int *result)
MPI_GROUP_COMPARE(GROUP1, GROUP2, RESULT, IERR) Если группы полностью совпадают, возвращается значение MPI_IDENT. Если члены обеих групп одинаковы, но их ранги отличаются, результатом будет значениеMPI_SIMILAR. Если группы различны, результатом будет MPI_UNEQUAL. Создание дубликата уже существующего коммуникатора oldcomm int MPI_Comm_dup(MPI_Comm oldcomm, MPI_Comm *newcomm)
MPI_COMM_DUP(OLDCOMM, NEWCOMM, IERR) В результате вызова данной подпрограммы создается новый коммуникатор (newcomm) с той же группой процессов, с теми же атрибутами, но с другим контекстом. Подпрограмма может применяться как к интра-, так и к интеркоммуникаторам. Создание нового коммуникатора (newcomm) из подмножества процессов (group) другого коммуникатора (oldcomm) int MPI_Comm_create(MPI_Comm oldcomm, MPI_Group group, MPI_Comm *newcomm)
MPI_COMM_CREATE(OLDCOMM, GROUP, NEWCOMM, IERR) Вызов этой подпрограммы должны выполнить все процессы из старого коммуникатора, даже если они не входят в группу group, с одинаковыми аргументами. Если одновременно создаются несколько коммуникаторов, они должны создаваться в одной последовательности всеми процессами. Создание нескольких коммуникаторов сразу методом расщепления int MPI_Comm_split(MPI_Comm oldcomm, int split, int rank, MPI_Comm* newcomm) MPI_COMM_SPLIT(OLDCOMM, SPLIT, RANK, NEWCOMM, IERR) Группа процессов, связанных с коммуникатором oldcomm, разбивается на непересекающиеся подгруппы, по одной для каждого значения аргумента split. Процессы с одинаковым значением split образуют новую группу. Ранг в новой группе определяется значением rank. Если процессы A и B вызываютMPI_Comm_split с одинаковым значением split, а аргумент rank, переданный процессом A, меньше, чем аргумент, переданный процессом B, ранг A в группе, соответствующей новому коммуникатору, будет меньше ранга процесса B. Если же в вызовах используется одинаковое значение rank, система присвоит ранги произвольно. Для каждой подгруппы создается собственный коммуникатор newcomm. MPI_Comm_split должны вызвать все процессы из старого коммуникатора, даже если они не войдут в новый коммуникатор. Для этого в качестве аргумента splitв подпрограмму передается предопределенная константа MPI_UNDEFINED. Соответствующие процессы вернут в качестве нового коммуникатора значениеMPI_COMM_NULL. Новые коммуникаторы, созданные подпрограммой MPI_Comm_split, не пересекаются, однако с помощью повторных вызовов подпрограммыMPI_Comm_split можно создавать и перекрывающиеся коммуникаторы. Пометить коммуникатор comm для удаления int MPI_Comm_free(MPI_Comm *comm)
MPI_COMM_FREE(COMM, IERR) Обмены, связанные с этим коммуникатором, завершаются обычным образом, а сам коммуникатор удаляется только после того, как на него не будет активных ссылок. Данная операция может применяться к коммуникаторам интра- и интер-. Сравнение двух коммуникаторов (comm1) и (comm2) int MPI_Comm_compare(MPI_Comm comm1, MPI_Comm comm2, int *result)
MPI_COMM_COMPARE(COMM1, COMM2, RESULT, IERR) Выходной параметр:
В качестве аргументов нельзя использовать пустой коммуникатор MPI_COMM_NULL. Присвоение коммуникатору comm строкового имени name int MPI_Comm_set_name(MPI_Comm com, char *name) MPI_COMM_SET_NAME(COM, NAME, IERR) Определение имени коммуникатора int MPI_Comm_get_name(MPI_Comm comm, char *name, int *reslen) MPI_COMM_GET_NAME(COMM, NAME, RESLEN, IERR) Выходной параметр:
Имя представляет собой массив символьных значений, длина которого должна быть не более MPI_MAX_NAME_STRING. Проверка, является ли коммуникатор comm (входной параметр) интеркоммуникатором int MPI_Comm_test_inter(MPI_Comm comm, int *flag)
MPI_COMM_TEST_INTER(COMM, FLAG, IERR) Выходной параметр:
Создание интракоммуникатора newcomm из интеркоммуникатора oldcomm int MPI_Intercomm_merge(MPI_Comm oldcomm, int high, MPI_Comm *newcomm)
MPI_INTERCOMM_MERGE(OLDCOMM, HIGH, NEWCOMM, IERR) Параметр high используется для упорядочения групп обоих интракоммуникаторов в comm при создании нового коммуникатора. Получение доступа к удаленной группе, связанной с интеркоммуникатором comm int MPI_Comm_remote_group(MPI_Comm comm, MPI_Group *group)
MPI_COMM_REMOTE_GROUP(COMM, GROUP, IERR) Выходной параметр:
Определение размера удаленной группы, связанной с интеркоммуникатором comm int MPI_Comm_remote_size(MPI_Comm comm, int *size)
MPI_COMM_REMOTE_SIZE(COMM, SIZE, IERR) Выходной параметр:
Создание интеркоммуникатора int MPI_Intercomm_create(MPI_Comm local_comm, int local_leader, MPI_Comm peer_comm, int remote_leader, int tag, MPI_Comm *new_intercomm) MPI_INTERCOMM_CREATE(LOCAL_COMM, LOCAL_LEADER, PEER_COMM, REMOTE_LEADER, TAG, NEW_INTERCOMM, IERR) Входные параметры:
Выходной параметр:
"Джокеры" в качестве параметров использовать нельзя. Вызов этой подпрограммы должен выполняться в обеих группах процессов, которые должны быть связаны между собой. В каждом из этих вызовов используется локальный интракоммуникатор, соответствующий данной группе процессов. При работе сMPI_Intercomm_create локальная и удаленная группы процессов не должны пересекаться, иначе возможны "тупики".
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 380; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |