Реферат на тему «Пособие по mpi»

Подготовил Абрамов Андрей А-05-03

26 Ноября 2007 г.

1. MPI_Init(), MPI_Finalize().

Функция MPI_Init() инициализирует параллельные вычисления. В качестве входных параметров используются &argc, &argv из функции main.

MPI_Finalize() завершает выполнение программы MPI.

int MPI_Initialized(int nFlag) показывает, была ли выполнена функция MPI_Init: если nFlag не нуль, то была, иначе – нет.

Далее идет текст программы, иллюстрирующий работу этих функций.

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

int nRank = 0;

int nInitialized = 0;

int nRes = 0;

MPI_Init(&argc, &argv);

MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &nRank);

printf(" Hello, this is proces number %d\n", nRank);

nRes = MPI_Initialized(&nInitialized);

if(nRes)

{

printf(" MPI_Initialized returned error \n");

}

else

{

if(nInitialized)

{

printf(" MPI was initialized\n");

}

else

{

printf(" MPI was not initialized is \n");

}

}

MPI_Finalize();

return 0;

}

Результат работы данной программы на 3-х процессах:

Hello, this is proces number 1

MPI was initialized

Hello, this is proces number 2

MPI was initialized

Hello, this is proces number 0

MPI was initialized

2. Пример на взаимную блокировку MPI_Send/MPI_Recv.

Функция MPI_Send().

int nError MPI_Send(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dest, int tag, MPI_Comm comm)

• buf - начало буфера, содержащего данные, которые будут отосланы. Для C это - адрес.

• count - число элементов, которые будут отосланы (не байт)

• datatype - тип данных

• dest - ранг процесса, места назначения, для сообщения

• tag - произвольное число, которое можно использовать для отличия от других сообщений

• comm - (определенный) коммуникатор

• (nError - возвращаемый функцией код ошибки).

Функция MPI_Send является блокирующей, т.е. управление не вернется программе, пока функция не завершится.

Функция MPI_Recv().

int nError MPI_Recv(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int source, int tag, MPI_Comm comm, MPI_Status *status)

Параметры:

• buf - начало буфера, в котором входящие данные должны быть запомнены. Для C это - адрес.

• count - число элементов (не байт) в вашем буфере получателя

• datatype - тип данных

• source - ранг процесса, от которого данные будут приняты (Он может быть любым при задании параметром MPI_ANY_SOURCE)

• tag - произвольное число, которое можно использовать для отличия от других сообщений (оно может быть любым при задании параметром MPI_ANY_TAG)

• comm - (определенный) коммуникатор

• status - массив или структура возвращаемой информации.

• (nError - возвращаемый функцией код ошибки).

Пример взаимной блокировки этих двух функций:

Допустим, у нас есть несколько процессов, которые взаимодействуют следующим образом:

Каждый процесс содержит следующий код:

for(i=0; i<n; i++)

{

MPI_Send(…);

}

for(i=0; i<n; i++)

{

MPI_Recv (…);

}

Если запустить эти процессы, мы получим дедлок(тупик), поскольку оба процесса зайдут в функцию MPI_Send() и будут ждать ее завершения. А для ее завершения необходимо выполнение функции MPI_Recv, которая никогда не выполнится.

Следующий способ позволяет избежать дедлока:

Поменяем местами циклы в процессах 2 и 4 (процессы будут располагаться в шахматном порядке):

for(i=0; i<n; i++)

{

MPI_Recv (…);

}

for(i=0; i<n; i++)

{

MPI_Send(…);

}

Таким образом, они будут сначала принимать данные, а потом передавать. В то же время процессы 1,2 будут действовать наоборот. В этом случае дедлока не возникнет.

3) Использование функций MPI_Wait(), MPI_Test(), MPI_Probe().

Функция MPI_Wait – функция ожидания завершения неблокирующей операции. Int nError MPI_Wait(MPI_Request *request, MPI_Status *status) nError – возвращаемый функцией код ошибки. status – информация о завершенной операции. Request – запрос обмена. Это блокирующая операция. Возврат происходит после завершения операции, связанной с запросом request. В параметре status возвращается информация о законченной операции.

MPI_Test - функция проверки завершения неблокирующей операции. Int nError MPI_Test(MPI_Request *request, int *flag, MPI_Status *status) nError – возвращаемый функцией код ошибки. status – атрибуты сообщения, если операция завершилась. Request – запрос обмена. Flag – признак завершенности проверяемой операции. Это неблокирующая операция. Если связанная с запросом request операция завершена, возвращается flag = true, а status содержит информацию о завершенной операции. Если проверяемая операция не завершена, возвращается flag = false, а значение status в этом случае не определено.

int nError MPI_Probe(int source, int tag, MPI_Comm comm, int *flag, MPI_Status *status) source - ранг процесса, от которого данные будут приняты tag - произвольное число, которое можно использовать для отличия от других сообщений comm - (определенный) коммуникатор status - массив или структура возвращаемой информации. flag – удовлетворяет ли сообщение всем требованиям nError - возвращаемый функцией код ошибки.

Операция MPI_PROBE позволяет проверить входные сообщения без их реального приема. Пользователь затем может решить, как ему принимать эти сообщения, основываясь на информации, возвращенной при пробе (преимущественно, на информации, возвращенной аргументом status). В частности, пользователь может выделить память для приемного буфера по величине опробованного сообщения. Функция возвращает flag = true, если имеется сообщение, которое может быть получено и которое соответствует образцу, описанному аргументами source, tag, и comm.

Пример программы, которая использует перечисленные функции. Все процессы, номера которых кратны 2-м рассылают целочисленный буфер процессу с номером на 1 большим, чем у них. Затем проверяем, завершилась ли передача и выводим сообщение. На принимающей стороне проверяем, соответствует ли сообщение заданным параметрам, после этого принимаем. Причем, используем блокирующую операцию MPI_Wait для того, чтобы узнать, что прием закончен и тогда выводим на экран принятые значения с помощью функции mesParam:

// second_test.cpp : Defines the entry point for the console application.

//

#include "stdafx.h"

#include "mpi.h"

void mesParam(MPI_Status aStatus)

{

printf("Message parameters: \n");

if(aStatus.cancelled)

{

printf("Cancelled \n");

}

else

{

printf("Not cancelled \n");

}

printf("Error: %d\n", aStatus.MPI_ERROR);

printf("Parameters count: %d\n", aStatus.count);

printf("Source: %d\n", aStatus.MPI_SOURCE);

printf("Tag: \n", aStatus.MPI_TAG);

}