帶分散聚集的MPI矩陣乘法

Question

我想在C中使用MPI進行矩陣乘法，我們必須做一個順序版本和一個並行版本。我的平行版本沒有給出正確的答案，我不知道爲什麼。我想我沒有給流程發送正確的溝通信息，但我無法確定。教授剛剛瀏覽了不同的發送/接收/收集等信息，但沒有詳細說明......我見過很多不同的例子，但沒有完成，也沒有使用分散/收集。如果任何人都可以看看我的代碼，並告訴我是否有任何東西出現在他們身上，我會很感激。我很確定我的問題出現在分散/收集消息或c矩陣的實際計算中。

#define N 512 

#include <stdio.h> 
#include <math.h> 
#include <sys/time.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <stddef.h> 
#include "mpi.h" 


print_results(char *prompt, float a[N][N]); 

int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
    int i, j, k, rank, size, tag = 99, blksz, sum = 0; 
    float a[N][N], b[N][N], c[N][N]; 
    char *usage = "Usage: %s file\n"; 
    FILE *fd; 
    double elapsed_time, start_time, end_time; 
    struct timeval tv1, tv2; 

    MPI_Init(&argc, &argv); 
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size); 
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank); 

    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; 
    } 

    for (i = 0; i < N; i++) 
      for (j = 0; j < N; j++) 
        fscanf (fd, "%f", &a[i][j]); 

    for (i = 0; i < N; i++) 
      for (j = 0; j < N; j++) 
        fscanf (fd, "%f", &b[i][j]); 

    MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD); 

    gettimeofday(&tv1, NULL); 

    MPI_Scatter(a, N*N/size, MPI_INT, a, N*N/size, MPI_INT, 0, 
                MPI_COMM_WORLD); 
    MPI_Bcast(b, N*N, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD); 


    if (rank != 0) { 
      for (i = 0; i < N; i++) 
      { 
        for (j = 0; j < N; j++) 
        { 
          for (k = 0; k < N; k++) 
          { 
            sum = sum + a[i][k] * b[k][j]; 
          } 
          c[i][j] = sum; 
          sum = 0; 
        } 
      } 
    } 

    MPI_Gather(c, N*N/size, MPI_INT, c, N*N/size, MPI_INT, 0, 
                MPI_COMM_WORLD); 
    MPI_Finalize(); 

    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("C = ", c); 
} 

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"); 
} 

更新的代碼部分：

for (i=0;i<size; i++) 
      { 
        if (rank == i) 
        { 
          for (i = rank*(N/size); i < (rank*(N/size)+(N/size)); i++) 
          { 
            for (j = rank*(N/size); j < (rank*(N/size)+(N/size)); j++) 
            { 
              for (k = rank*N; k < rank*N+N; k++) 
              { 
                sum = sum + a[i][k] * b[k][j]; 
              } 
              c[i][j] = sum; 
              sum = 0; 
            } 
          } 
        } 
      } 

Answer 1

代碼中的第一個問題是size可能不會分裂N。這意味着分散size數據包的長度爲N*N/size並不一定會發送整個矩陣。這可能是正確的最難的一點。

正如Greg Inozemtsev指出的那樣，第二個問題是您將進程0排除在計算之外，儘管它負責矩陣的一部分。

而另一個問題是，所有的I/O操作（讀取開頭的係數和輸出在最後的結果）應該僅由工藝0

做在另一方面，你應該指定返回類型（在這種情況下，void）print_result函數，無論是在前向聲明還是在定義中。