計算機科學與技術系課程名稱.并行計算及編程實驗項目：專業班級：姓名：學號：實驗時間：批閱時間：指導教師：成績：7蘭州交通大學《并行計算及編程》課程實驗報告實驗名稱：課內綜合實驗1一、實驗目的在Linux或Windows環境下配置OpenMP開發運行環境，并利用蒙特卡羅算法計算半徑為1單元的球體體積。、實驗內容.驗證所配置OpenMP并行環境的正確性；.分別用串行程序和并行程序實現以上問題的求解；.比較并行和串行程序的執行時間，并行計算加速比;.提交電子版詳細實驗報告。三、實驗環境Windows10,下載VisualStudio2019四、實驗過程（包括程序設計說明，實驗步驟，經調試后正確的源程序，程序運行結果）①實驗步驟：下載VisualStudio2019圖1用helloworld程序驗證在SolutionExplorer（解決方案資源管理器）中對項目名右鍵，選擇屬性，更改/型目品性軍雙高級說試VC+4EMJ/型目品性軍雙高級說試VC+4EMJC/C++胃現說出預處理器匕瑪生成h由白預專浮頭造出文件瀏覽拮總高苑斷有選回畬令行>血室L清單工艮r瀏揖晅息P生成李件F自定義生筋鬻b甘迎ArfV正愛(Q二jgStXDebug)M?用囪古擴展符合眼式杵W匚Mjt現為內直類型過制For也如足■!!中的豈那住榔會引用的代碼和款昌強到類型轉換期則后圍國Mii找汜后M否餐!(/ptirmi*汨??]是(/Zc;wchar_t)是(/Zc:forScjope)是(/Zciiinline)［口附附P支持是(/openmipjJ+語音屣啟用匚+十摸嘏關窗與裝用語高獷展取消獨白用盾音丁員.g"平臺伊)：iSSt](Wln32)配餐后理堯鞋定取消圖2進行配置用MkrosoFtViswolStudio加1*,fOLId：fiotnthiGad=O^lldlarld!freonthread=3JclldTflrld;freonthread=l-Je：laWorld!frcaithread=2Hello而rid：fromthread=11HelloWorld!frccuthread=5■11。World!fronithread=8加LidWorld!frocathread=7^L.oWarId!fictnthread=10JelloWorld!franthread=4^ellafforld!franthr&ad=9■Je：laTarld：frccnthread=6"：\LserZ^tt3t\aQLirce\rBpM\Prciject1\DdMig\Praject1exeLilt"34Z助已退即.代理為Q.要花調試傳上時自承美用控制臺?清啟用“工2->*舐項”->“調試”->“調試件止時H動美團掙刷價捺任意德美閉此窗U，.圖3配置成功后輸出答案②環境配置好后，利用蒙特卡羅算法計算半徑為1單元的球體體積。/用串行程序實現：經過調試后的正確程序：#include<iostream>#include<stdlib.h>#include<time.h>usingnamespacestd;intmain(){longintmax=10000000;longinti,count=0;doublex,y,z,bulk,start_time,end_time;starttime=clock();

time_tt;srand((unsigned)time(&t));/用數產生一個以當前時間開始的隨機種子for(i=0;i<max;i++){x=rand();〃生成0~RAND_MAX之間的一個隨機數，其中RAND_MAX是stdlib.h中定義的一個整數，它與系統有關。/*RAND_MAX是VC中stdlib.h中宏定義的一個字符常量：#defineRAND_MAX0x7FFF其值最小為32767,最大為2147483647通常在產生隨機小數時可以使用RAND_MAX。*/x=x/32767;y=rand();y=y/32767;z=rand();z=z/32767;if((x*x+y*y+z*z)<=1)count++;}bulk=8*(double(count)/max);end_time=clock();cout<<"球體的體積為"<<bulk<<endl;cout<<"運算時間為"<<(end_time-start_time)<<endl;return0;}工■了,dU小Jt」/1口胃2盟丸也小中；工力沖轄段.；后曜,*R^I'.HU^VCil'iEnJlItL比定區的I中宇的第Rix:謝第:ruddJEx:謝第:rudd球俄的體積為運算時間為209C：\C3€H3Um班\3outc€\reg3TPrcject2\Debug\PH0ject￡€Ke（進程16796）己退出.代出為0.要在調成停止時自動.矢田控制臺.請啟用“工」0‘選項"7皿調誠”->“調就停止時自動美用控制臺"，接任意鎮美間此囪11一..圖4串行方法的結果結果：球體的體積為4.18782；運算時間為2209ms/用并行程序實現程序設計說明：需要建立：#pragmaompparallel語句告訴編譯器下面的語句塊是一個并行塊，需要并行執行（同樣語句會執行多次）。用循環分割：利用for語句和歸并語句對程序進行并行化。#include<stdlib.h>#include<time.h>#include<stdio.h>intmain(){longlongmax=10000000;longlongi,count=0;doublex,y,z,bulk,start_time,end_time;start_time=clock();time_tt;srand((unsigned)time(&t));//函數產生一個以當前時間開始的隨機種子#pragmaompparallelforprivate(x,y,z)reduction(+:count)for(i=0;i<max;i++){x=rand();x=x/32767;y=rand();y=y/32767;z=rand();z=z/32767;if((x*x+y*y+z*z)<=1)count++;}bulk=8*((double)(count)/max);end_time=clock();printf("球體的體積為％0.8f\n",bulk);printf("運算時間為％0母s\n",(end_time-start_time)/1000);return0;}

球體的體枳為4一1的12。皿運球體的體枳為4一1的12。皿運葬時制為a1a9Moms要在調試停11：時自動美用掙制行，清木用“「JT-》“選啞R-》“調試”->“調成停止時自動關閉控制臺“.接任點揖美用此窗11"皿用加#rf”juiiii外；“/萱平牛.一個Li訐*的herrfAl'ALlfrlFdE■Luluit'-iiie.h--IMh)?-?DIUMIm.==bHHWHLac|Im.drc-suit-Q；￡■yZ|LfjLL±ruI.L^taiKiiid_LL*.fiiri.TUK-■ElMiO:iuk1(HM/32JUT:itndQ.y，3：所.X-EriWt-b，3SW:if(f3+r■ECUTtf皿”-3*>：(k<^L?>levui：>怪iJm■(LKkO;酊J1T「自律算障記.的1r圖5并行方法的結果球體的體積為4.18812000運算時間為2.16900000s=2169ms③并行計算加速比加速比的含義對科學研究者和工程實用者可能有所不同。研究者們使用絕對加速比的定義：對于給定的問題，加速比等于最佳串行算法所用的時間除以同一問題的并行算法所用的時間。而工程中使用相對加速比的定義對于給定的問題，加速比等于同一個算法在單處理器上運行的時間除以在多處理器上的運行時間。S=2209ms/2169ms=1.0184416五、出現的問題及解決方法VS與VC的區別：VS(virtualstudio)是微軟開發的一個集成工具，可以開發C++、C#、HTML、VB等。VC(virtualc++)是專門開發C++的工具。當你進去VS的時候，會提示你選擇開發環境，如果你選擇C++，選擇的就是VC編程平臺。我之前使用的是vc6.0版本較老，這兩個可以同時使用，只需所在目錄不同就好。OpenMP編程實例(蒙特卡羅算法)用了clock()函數。clock()函數在頭文件#inc