cdvmLDe (1158334), страница 8

Файл №1158334 cdvmLDe (Раздаточные материалы) 8 страницаcdvmLDe (1158334) страница 82019-09-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

xi,jnew = ( w / 4 ) * ( xi-1,jnew + xi,j-1new + xi+1,jold + xi,j+1old ) + (1-w) * xi,jold

By using “red-black” coloring of variables each step of SOR consists of two half Jacobi steps. One processes “red” variables and the other processes “black” variables. Coloring of variables allows to overlap calculation and communication.

Example 1. The Gauss elimination algorithm

This is a program to solve a system of linear equations Ax = B by Gauss elimination method. The coefficient matrix A is represented by an array section A[0:N-1][0:N-1], and the vector B is represented by the section A[0:N-1][N] of the same array.

/* GAUSS program */

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <math.h>

#define DVM(dvmdir)

#define DO(v,l,h,s) for(v=l; v<=h; v+=s)

#define N 10

int main (int argn, char **args)

{

long i, j, k;

/* declaration of dynamic distributed arrays */

DVM(DISTRIBUTE [BLOCK] []) float (*A)[N+1];

DVM(DISTRIBUTE [BLOCK]) float (*X);

/* creation of arrays */

A = malloc( N*(N+1)*sizeof(float));

X = malloc( N*sizeof(float));

/* initialize array A*/

DVM(PARALLEL [i][j] ON A[i][j])

DO(i,0,N-1,1)

DO(j,0,N,1)

if (i==j || j==N) A[i][j] = 1.f;

else A[i][j]=0.f;

/* elimination */

for (i=0; i<N-1; i++)

{

DVM(PARALLEL [k][j] ON A[k][j]; REMOTE_ACCESS A[i][])

DO (k,i+1,N-1,1)

DO (j,i+1,N,1)

A[k][j] = A[k][j]-A[k][i]*A[i][j]/A[i][i];

}

/* reverse substitution */

X[N-1] = A[N-1][N]/A[N-1][N-1];

for (j=N-2; j>=0; j-=1)

{

DVM(PARALLEL [k] ON A[k][]; REMOTE_ACCESS X[j+1])

DO (k,0,j,1)

A[k][N] = A[k][N]-A[k][j+1]*X[j+1];

X[j]=A[j][N]/A[j][j];

DVM(REMOTE_ACCESS X[j])

printf(“j=%4i X[j]=%3.3E\n”,j,X[j]);

}

return 0;

}

Example 2. Jacobi algorithm

/* JACOBI program */

#include <math.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#define Max(a,b) ((a)>(b)?(a): (b))

#define DVM(dvmdir)

#define DO(v,l,h,s) for(v=l; v<=h; v+=s)

#define L 8

#define ITMAX 20

int i,j,it,k;

double eps;

double MAXEPS = 0.5;

FILE *f;

/* 2D arrays block distributed along 2 dimensions */

DVM(DISTRIBUTE [BLOCK][BLOCK]) double A[L][L];

DVM(ALIGN[i][j] WITH A[i][j]) double B[L][L];

int main(int argn, char **args)

{

/* 2D loop with base array A */

DVM(PARALLEL [i][j] ON A[i][j])

DO(i,0,L-1,1)

DO(j,0,L-1,1)

{A[i][j]=0.;

B[i][j]=1.+i+j;

}

/****** iteration loop *************************/

DO(it,1,ITMAX,1)

{

eps= 0.;

/* Parallel loop with base array A */

/* calculating maximum in variable eps */

DVM(PARALLEL [i][j] ON A[i][j]; REDUCTION MAX(eps))

DO(i,1,L-2,1)

DO(j,1,L-2,1)

{eps = Max(fabs(B[i][j]-A[i][j]),eps);

A[i][j] = B[i][j];

}

/* Parallel loop with base array B and */

/* with prior updating shadow elements of array A */

DVM(PARALLEL[i][j] ON B[i][j]; SHADOW_RENEW A)

DO(i,1,L-2,1)

DO(j,1,L-2,1)

B[i][j] = (A[i-1][j]+A[i+1][j]+A[i][j-1]+A[i][j+1])/4.;

printf(“it=%4i eps=%3.3E\n”, it,eps);

if (eps < MAXEPS) break;

}/*DO it*/

f=fopen("jacobi.dat","wb");

fwrite(B,sizeof(double),L*L,f);

return 0;

}

Example 3. Jacobi Algorithm (asynchronous version)

/* Asynchronous JACOBI */

#include <math.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#define Max(a,b) ((a)>(b)? (a): (b))

#define DVM(dvmdir)

#define DO(v,l,u,s) for(v=l; v<=u; v+=s)

#define L 8

#define ITMAX 20

int i,j,it,k;

double eps;

double MAXEPS = 0.5;

FILE *f;

/* declare groups for shadow and reduction operations */

DVM(SHADOW_GROUP) void *grshad;

DVM(REDUCTION_GROUP) void *emax;

/* 2D arrays block distributed along 2 dimensions */

DVM(DISTRIBUTE [BLOCK][BLOCK]) double A[L][L];

DVM(ALIGN [i][j] WITH A[i][j]) double B[L][L];

int main(int argn, char **args)

{

/* 2D parallel loop with base array A */

DVM(PARALLEL [i][j] ON A[i][j])

DO(i,0,L-1,1)

DO(j,0,L-1,1)

{A[i][j]=0.;

B[i][j]=1.+i+j;}

/* Create group for shadow operation */

DVM(CREATE_SHADOW_GROUP grshad: A);

/************ iteration loop *************************/

DO(it,1,ITMAX,1)

{

eps= 0.;

/* Parallel loop with base array A: */

/* at first elements of array A exported by the */

/* neighbor processor are calculated and sent and */

/* then internal elements of array A are calculated */

DVM(PARALLEL [i][j] ON A[i][j];

SHADOW_START grshad; REDUCTION emax : MAX(eps))

DO(i,1,L-2,1)

DO(j,1,L-2,1)

{eps = max(fabs(B[i][j]-A[i][j]),eps);

A[i][j] = B[i][j];

}

/* Start asynchronous calculation of maximum */

DVM(REDUCTION_START emax);

/* Parallel loop with base array B: */

/* internal elements of array B are calculated at first */

/* then completion of array A shadow edges update is */

/* awaited and the loop iterations, requiring shadow */

/* elements of array A are calculated */

DVM(PARALLEL[i][j] ON B[i][j]; SHADOW_WAIT grshad)

DO(i,1,L-2,1)

DO(j,1,L-2,1)

B[i][j] = (A[i-1][j]+A[i+1][j]+A[i][j-1]+A[i][j+1])/4;

/* Wait for completion of reduction */

DVM(REDUCTION_WAIT emax);

printf( "it=%4i eps=%3.3E\n”, it,eps);

if (eps < MAXEPS) break;

}/*DO it*/

f=fopen("jacobi.dat","wb");

fwrite(B,sizeof(double),L*L,f);

return 0;

}

Example 4. Red-Black Successive Over-Relaxation

The idea of the method is to paint the points of the grid (the variables) in two colors - red and black - as on a chess-board. Non-rectangular index space is defined by the special form of a loop header: DO (var, a+b%2, ub, 2)

/* RED-BLACK program */

#include <stdlib.h>

#include <math.h>

#define DVM(dvmdir)

#define DO(v,l,h,s) for(v=l; v<=h; v+=s)

#define Max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))

#define ITMAX 10

int main(int an, char ** as)

{long i, j, it, irb;

float eps=0.;

float MAXEPS = 0.5E-5;

float w = 0.5;

/* Groups of asynchronous operations */

DVM(SHADOW_GROUP) void *sha;

DVM(REDUCTION_GROUP) void *rg;

int N;

/* redefine N as constant */

#define N 8

DVM(DISTRIBUTE [BLOCK] [BLOCK]) float (*A)[N];

#undef N /* restore N */

/* "Calculate" of array size (=8!). Create array */

N = 8;

A = malloc( N*N*sizeof(float));

/* Specification of members of shadow group */

DVM(CREATE_SHADOW_GROUP sha : A);

/* Initialization: parallel loop with surpassing */

/* calculation and sending of exported data */

DVM(PARALLEL [i][j] ON A[i][j]; SHADOW_START sha)

DO (i,0,N-1,1)

DO (j,0,N-1,1)

if(i==0 || i==N-1 || j==0 || j==N-1) A[i][j]=0.;

else A[i][j] = 1.+i+j;

DVM(SHADOW_WAIT sha);

/* iteration loop */

DO (it,0,ITMAX,1)

{

eps = 0.;

/* Parallel loop with reduction on RED points */

DVM(PARALLEL [i][j] ON A[i][j]; SHADOW_START sha;

REDUCTION rg: MAX(eps) )

DO (i,1,N-2,1)

DO (j,1+i%2,N-2,2)

{float s;

s = A[i][j];

A[i][j] = (w/4)*(A[i-1][j]+A[i+1][j]+

A[i][j-1]+A[i][j+1])+(1-w)*A[i][j];

eps = Max (fabs(s-A[i][j]), eps);

}

/* Start red reduction -- as early as possible */

/* Then wait shadows */

DVM(REDUCTION_START rg);

DVM(SHADOW_WAIT sha);

/* Parallel loop on BLACK points (without reduction) */

DVM(PARALLEL [i][j] ON A[i][j]; SHADOW_START sha)

DO (i,1,N-2,1)

DO (j,1+(i+1)%2,N-2,2)

{A[i][j] = (w/4)*(A[i-1][j]+A[i+1][j]+

A[i][j-1]+A[i][j+1])+(1-w)*A[i][j];

}

/* Wait shadows, then */

/* wait red point's reduction -- as late as possible */

DVM(SHADOW_WAIT sha);

DVM(REDUCTION_WAIT rg);

printf("it=%d eps=%e\n",it,eps);

if (eps < MAXEPS) break;

} /* DO it */

free(A);

return 0;

}

Example 5. Multigrid method program

/* MULTIGRID program */

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#define DVM(dvm)

#define DO(v,l,h,s) for(v=(l); v<=(h); v+=(s))

void oper(

DVM(*DISTRIBUTE [*][*][*]) float *AA,

int AAN, int AAM, int AAK,

DVM(*DISTRIBUTE [*][*][*]) float *BB,

int BBN, int BBM, int BBK)

/*Parameters: two distributed 3D arrays and */

/* their actual dimensions */

{

#define AA(i,j,k) AA[((i)*AAM+(j))*AAK+(k)]

#define BB(i,j,k) AA[((i)*BBM+(j))*BBK+(k)]

int i, j,k;

/* Alignment of array BB with array AA using stretching*/

DVM(REALIGN BB[i][j][k] WITH AA[2*i][2*j][2*k] NEW);

/* forming array BB from elements of array AA with even indexes */

DVM(PARALLEL [i][j][k] ON BB[i][j][k])

FOR(i,BBN)

FOR(j,BBM)

FOR(k,BBK)

BB(i,j,k)=AA(i*2,j*2,k*2);

#undef AA

#undef BB

}

int main(int argn, char **args)

{

int N1=8,M1=12,K1=16;

int N2,M2,K2;

int Narr=5,Nit=5;

int grid=0;

int ACM,ACK;

int i,j,k;

int step_grid=1;

/* Up to 20 distributed arrays */

DVM(DISTRIBUTE[BLOCK][BLOCK][]) float *A[20];

/* Pointer to current distributed array */

DVM(*DISTRIBUTE[*][*][*]) float *AC;

/* creation of array A[0] */

A[0]=malloc(N1*M1*K1*sizeof(float));

AC=A[0];

ACM=M1;

ACK=K1;

#define AC(i,j,k) AC[((i)*ACM+(j))*ACK+(k)]

/* initialization of source array */

DVM(PARALLEL [i][j][k] ON AC[i][j][k])

DO(i,0,N1-1,1)

DO(j,0,M1-1,1)

DO(k,0,K1-1,1)

AC(i,j,k)=1.+i+j+k ;

#undef AC

do{

printf("N1=%d M1=%d K1=%d \n”,N1,M1,K1);

N2=N1/2;

M2=M1/2;

K2=K1/2;

grid++;

/* creation of array A[grid] */

A[grid]=malloc(N2*M2*K2*sizeof(float));

oper(A[grid-1],N1,M1,K1,A[grid],N2,M2,K2);

N1=N2;

M1=M2;

K1=K2;

} while (N2>2 && grid<Narr)

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

free(A[i]);

return 0;

}

Example 6. Task Parallelism for Multiblock Code

/* PROGRAM TASKS */

/* rectangular grid is distributed on two blocks */

/* */

/* <------- A2,B2 -----> */

/* 0 1 2 ... N2 */

/* <--- A1,B1 --------> */

/* 0 1 ... N1-1 N1 N1+1 ... N1+N2-1 */

/*------------------------------------------------*/

/* 0 | . . . . . ... . */

/* ... | */

/* K-1 | . . . . . ... . */

/**************************************************/

#include <stdlib.h>

#include <math.h>

#define DVM(dvmdir)

#define DO(v,l,h,s) for(v=l; v<=h; v+=s)

#define FOR(v,n) for(v=0; v<n; v++)

#define Max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))

#define NUMBER_OF_PROCESSORS() 1

#define K 8

#define N1 4

#define N2 K-N1

#define ITMAX 10

DVM(PROCESSORS) void * P[NUMBER_OF_PROCESSORS()];

DVM(TASK) void * MB[2];

double eps0;

DVM(DISTRIBUTE) float (*A1)[K], (*A2)[K];

DVM(ALIGN) float (*B1)[K], (*B2)[K];

int main(int argn, char** args)

{

int i,j, it;

int NP;

printf("---------- starting --------------\n");

DVM(DEBUG 1 -d0)

{

NP = NUMBER_OF_PROCESSORS() / 2;

}

DVM(MAP MB[0] ONTO P[0:(NP?NP-1:0)]);

DVM(MAP MB[1] ONTO P[NP:(NP?2*NP-1:NP)]);

A1=malloc((N1+1)*K*sizeof(float));

DVM(REDISTRIBUTE A1[][BLOCK] ONTO MB[0]);

B1=malloc((N1+1)*K*sizeof(float));

DVM(REALIGN B1[i][j] WITH A1[i][j]);

A2=malloc((N2+1)*K*sizeof(float));

DVM(REDISTRIBUTE A2[][BLOCK] ONTO MB[1]);

B2=malloc((N2+1)*K*sizeof(float));

DVM(REALIGN B2[i][j] WITH A2[i][j]);

/* Initialization */

DVM(PARALLEL [i][j] ON A1[i][j])

FOR(i,N1+1)

FOR(j,K)

{if (i==0 || j==0 || j==K-1) {

A1[i][j] = 0.f;

Характеристики

Список файлов учебной работы

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6511
Авторов
на СтудИзбе
302
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее