考試科目:并行程序設 得分 學生所在系

姓名

學號 MPI_SendMPI_RecvMPI_Allgather函數功能的偽代碼。（20）MPI_Send(buf,count,datatype,dest,tag,MPI_Recv(buf,count,datatype,source,tag,comm,MPI_Allgather(sendbuf,sendcount,sendtype,recvbuf,recvcount,recvtype,comm)for(i=0;i<GroupSize;i++}for(i=0;i<GroupSize;i++){recvtype,i,i,}C語言描述的計算（30分staticlongnum_steps=100000;doublestep;voidmain inti;doublex,pi,sum=0.0;step=1.0/(double)num_steps;for(i=1;i<=num_steps;i++){x=(i-sum=sum+}pi=step*}請給出OpenMP程序實現來并行計算。//OpenMPPI//ParallelRegionexample(SPMDProgram)#include<omp.h>staticlongnum_steps=100000;doublestep;#defineNUM_THREADS2voidmain() intdoublex,pi,sum[NUM_THREADS];step=1.0/(double)num_steps;#pragmaompparallel doublex;intid;id=for(i=id,sum[id]=0.0;i<num_steps;i=i+NUM_THREADS){x=(i+0.5)*step;sum[id]+=}}for(i=0,pi=0.0;i<NUM_THREADS;i++)pi+=sum[i]*}//OpenMPPI//Worksharingconstruct#include<omp.h>staticlongnum_steps=100000;doublestep;#defineNUM_THREADS2voidmain() intdoublex,pi,sum[NUM_THREADS];step=1.0/(double)num_steps;#pragmaompparallel doublex;intid;2009－2010學年第一學期《并行程序設計》期末考 第1頁(共1頁id=omp_get_thraead_num();sum[id]=0;#pragmaompfor(i=0;i<num_steps;i++){x=(i+0.5)*step;sum[id]+=}}for(i=0,pi=0.0;i<NUM_THREADS;i++)pi+=sum[i]*}privatecritical//OpenMPPI//privateclauseandacriticalsection#include<omp.h>staticlongnum_steps=100000;doublestep;#defineNUM_THREADS2voidmain() intdoublex,sum,step=1.0/(double)num_steps;#pragmaompparallelprivate(x,{id=for(i=id,sum=0.0;i<num_steps;i=i+NUM_THREADS){x=(i+0.5)*step;sum+=}#pragmaomppi+=}}//OpenMPPIProgram//Parallelforwithareduction#include<omp.h>staticlongnum_steps=double#defineNUM_THREADS2voidmain() intdoublex,pi,sum=step=1.0/(double)num_steps;#pragmaompparallelforreduction(+:sum)private(x)for(i=1;i<=num_steps;i++){x=(i-sum=sum+}pi=step*}OpenMP（20分voidqs(int*v,intfirst,intlast){intstart[2],end[2],pivot,i,temp;if(first<last){start[1]=first;end[0]=last;pivot=v[(first+last)/2];while(start[1]<=end[0]){while(v[start[1]]<pivot)start[1]++;while(pivot<v[end[0]]) if(start[1]<=end[0]){temp=v[start[1]];v[start[1]]=v[end[0]];v[end[0]]=temp;}}start[0]=first; =last;#pragmaomp#pragmaomp{#pragmaompfornowaitfor(i=0;i<=1;i++)qs(v,start[i],}}2009－2010學年第一學期《并行程序設計》期末考 第1頁(共1頁}//end-}//end-of-矩陣乘法也可以用分塊的思想實現并行，即分塊矩陣乘法(BlockMatrixMultiplication)，A（mXn）p塊(p為處理器個數)，設umpu行A0,A1,…,Ap-10,1,…,p-1的處理器中。對B（nXk）p塊，記vkpv列向量，這些列塊依次B0,B1,…,Bp-10,1,…p-1C也相應地p×pu×vij列的子矩陣為CijCij=Ai×Bj，其中，Aiu×n，Bjn×v。開始，各處理器的存儲內容如圖(a)所示。此時各處理器并行計算Cii=Ai×Bi其中i=0,1,…,p-1iBi-1號處理器（0號處理Bp-1號處理器中，形成循環傳送，各處理器中的存儲內容如圖(b)CijAi×Bjj=(i+1)modp。B的列塊在各處理器中以這樣p-1pC的所有子矩陣。最終，iCCi0,Ci1,…,Ci(p-1)。BB-A--………210A--………210輸入：Am×n,Bn×k,對所有處理器Cl=(i+my_rank)modforz=0tou-1doforj=0tov-1dofors=0ton-1endforendforendmm1=(p+my_rank-1)modmp1=(my_rank+1)modif(i≠p-1)(4.1)if(my_rankmod2=0)then (i)B的子塊發送到其左鄰處理器中Bend(4.2)if(my_rankmod2≠0)then (i)Bbuffer中做備份BbufferBendendMPI#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#include"mpi.h"#defineintsizesizeof(int)#definefloatsizesizeof(float)#definecharsizesizeof(char)#defineA(x,y)A[x*K+y]#defineB(x,y)B[x*N+y]#defineC(x,y)C[x*N+y]#definea(x,y)a[x*K+y]#defineb(x,y)b[x*n+y]#definebuffer(x,y)/**/#definec(l,x,y)c[x*N+y+l*n]float*a,*b,*c,*buffer;ints;floatintM,N,K,P;intm,n;intint /*FILE*dataFile; /*用于讀取輸入文件內容和將計算結果輸出到結果文件的臨時文件指針*/MPI_Statusstatus;doubletime1;double函數名功能：此函數被rankID0dataIn.txt輸入：2009－2010學年第一學期《并行程序設計》期末考 第1頁(共1頁void{intstarttime=fscanf(dataFile,"%d%d",&M,&K); /*讀取矩陣A的行，列數M,K*/A=(float*)malloc(floatsize*M*K); /*為矩陣A分配空間*/for(i0;iM /*A{for(j=0;j<K;{}},, /*BP,Nif /*KP,{printf("theinputiswrong\n");}B=(float /*Bfor(i0;iK /*B{for(j=0;j<N;{}}printf("Inputoffile, /*A /*A{for(j=0;j<K;j++)printf("%f\t",A(i,j));}, /*B /*B{for(j=0;j<N;j++)printf("%f\t",B(i,j));}C=(float /*C[M,N]}函數名group_size輸入：M,N:intgcd(intM,intN,int{int{returni;}return}函數名void{intprintf("\nOutputofMatrixC= /*C{for(j=0;j<N;j++)printf("%f\t",C(i,j));}printf("Wholerunningtime =%fseconds\n",endtime-starttime);printf("Distributedatatime =%fseconds\n",time1-starttime);printf("Parallelcomputetime=%fseconds\n",endtime-time1);}函數名intmain(intargc,char{int2009－2010學年第一學期《并行程序設計》期末考 第1頁(共1頁{}if/*0A,BM,K,N*/{}

/*0A,BM,K,N{}/*m*//*m{a=(float/*a[m,K]A*/b=(float*)malloc(floatsize*K*n);/*b[K,n]B*/c=(float*)malloc(floatsize*m*N);/*c[m,N]p-1if/*為標號為奇數的處理器分配發送緩沖空間*/buffer=(float*)malloc(K*n*floatsize);if/*printf("Allocatespacefora,borcif/*0A,Ba,b{forfor(j=0;j<K;j++)forfor(j=0;j<n;j++)}if/*0{for{for(j=0;j<K;j++)}/*至此，A,BA,B}/*00{for(