fdvmLDr (1158421), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Если lh является ссылкой на распределенный массив А и существует зависимость по данным между rh и lh, то распределенный массив необходимо размножить с помощью директивы
REDISTRIBUTE А( *,...,* ) или REALIGN А( *,...,* )
перед выполнением оператора.
Пример 5.5. Оператор собственных вычислений.
PARAMETER (N = 100)
REAL A(N, N+1), X(N)
CDVM$ ALIGN X( I ) WITH A( I, N+1)
CDVM$ DISTRIBUTE ( BLOCK, * ) :: A
. . .
C обратная подстановка алгоритма Гаусса
C собственные вычисления вне циклов
С
С оператор собственных вычислений
С левая и правая часть – на одном процессоре
X(N) = A(N,N+1) / A(N,N)
DO 10 J = N-1, 1, -1
CDVM$ PARALLEL ( I ) ON A ( I, *)
DO 20 I = 1, J
A(I,N+1) = A(I,N+1) - A(I,J+1) * X(J+1)
20 CONTINUE
C собственные вычисления в последовательном цикле,
С охватывающем параллельный цикл
X(J) = A(J,N+1) / A(J,J)
10 CONTINUE
Отметим, что A(J,N+1) и A(J,J) локализованы на том процессоре, где размещается X(J).
6. Cпецификация удаленных данных
6.1. Определение удаленных ссылок
Удаленными данными будем называть данные, размещенные на одном процессоре и используемые на другом процессоре. Фактически эти данные являются общими (разделяемыми) данными для этих процессоров. Ссылки на такие данные будем называть удаленными ссылками. Рассмотрим обобщенный оператор
IF (…A(inda)…) B(indb) = …C(indc)…
где A, B, C - распределенные массивы,
inda, indb, indc - индексные выражения.
В модели DVM этот оператор будет выполняться на процессоре own(B(indb)), т.е. на том процессоре, где размещен элемент B(indb). Ссылка A(inda) и C(indc) не являются удаленными ссылками, если соответствующие им элементы массивов A и C размещены на процессоре own(B(indb)). Единственной гарантией этого является выравнивание A(inda), B(indb) и C(indc) в одну точку шаблона выравнивания. Если выравнивание невозможно или невыполнено, то ссылки A(inda) и/или C(indc) необходимо специфицировать как удаленные ссылки. В случае многомерных массивов данное правило применяется к каждому распределенному измерению.
По степени эффективности обработки удаленные ссылки разделены на два типа: SHADOW и REMOTE.
Если массивы B и C выровнены и
inda = indc d ( d – положительная целочисленная константа),
то удаленная ссылка C(indc) принадлежит типу SHADOW. Удаленная ссылка на многомерный массив принадлежит типу SHADOW, если распределяемые измерения удовлетворяют определению типа SHADOW.
Удаленные ссылки, не принадлежащие типу SHADOW, составляют множество ссылок типа REMOTE.
Особым множеством удаленных ссылок являются ссылки на редукционные переменные (см. 5.2.4), которые принадлежат типу REDUCTION. Эти ссылки могут использоваться только в параллельном цикле.
Для всех типов удаленных ссылок возможны два вида спецификаций: синхронная и асинхронная.
Синхронная спецификация задает групповую обработку всех удаленных ссылок для данного оператора или цикла. На время этой обработки, требующей межпроцессорных обменов, выполнение данного оператора или цикла приостанавливается. Асинхронная спецификация позволяет совместить вычисления с межпроцессорными обменами. Она объединяет удаленные ссылки нескольких операторов и циклов. Для запуска операции обработки ссылок и ожидания ее завершения служат специальные директивы. Между этими директивами могут выполняться другие вычисления, в которых отсутствуют ссылки на специфицированные переменные.
6.2. Удаленные ссылки типа SHADOW
6.2.1. Спецификация массива с теневыми гранями
Удаленная ссылка типа SHADOW означает, что обработка удаленных данных будет происходить через “теневые” грани. Теневая грань представляет собой буфер, который является непрерывным продолжением локальной секции массива в памяти процессора (см. рис.6.1.).Рассмотрим оператор
A( i ) = B( i + d2) + B( i – d1)
где d1, d2 – целые положительные константы. Если обе ссылки на массив B являются удаленными ссылками типа SHADOW, то массив B необходимо специфицировать в директиве SHADOW как B( d1 : d2 ), где d1 – ширина левой грани, а d2 – ширина правой грани. Для многомерных массивов необходимо специфицировать грани по каждому измерению. При спецификации теневых граней указывается максимальная ширина по всем удаленным ссылкам типа SHADOW.
Синтаксис директивы SHADOW.
| shadow-directive | is SHADOW dist-array ( shadow-edge-list ) |
| or SHADOW ( shadow-edge-list ) :: dist-array-list |
| dist-array | is array-name |
| or pointer-name |
| shadow-edge | is width |
| or low-width : high-width |
| width | is int-expr |
| low-width | is int-expr |
| high-width | is int-expr |
Ограничение: Размер левой теневой грани (low-width) и размер правой теневой грани (high-width) должны быть целыми константными выражениями, значения которых больше или равны 0.
Задание размера теневых граней как width эквивалентно заданию width : width.
По умолчанию, распределенный массив имеет теневые грани шириной 1 с обеих сторон каждого распределенного измерения.
6.2.2. Синхронная спецификация независимых ссылок типа SHADOW для одного цикла
Синхронная спецификация является частью директивы PARALLEL:
| shadow-renew-clause | is SHADOW_RENEW ( renewee‑list ) |
| renewee | is dist-array-name [ ( shadow-edge-list ) ] [ (CORNER) ] |
Ограничения:
-
Размер теневых граней, заполняемых значениями, не должен превышать максимального размера, описанного в директиве SHADOW.
-
Если размеры теневых граней не указаны, то используются максимальные размеры.
Выполнение синхронной спецификации заключается в обновлении теневых граней значениями удаленных переменных перед выполнением цикла.
Пример 6.1. Спецификация SHADOW-ссылок без угловых элементов
REAL A(100), B(100)
CDVM$ ALIGN B( I ) WITH A( I )
CDVM$ DISTRIBUTE ( BLOCK) :: A
CDVM$ SHADOW B( 1:2 )
. . .
CDVM$ PARALLEL ( I ) ON A ( I ), SHADOW_RENEW ( B )
DO 10 I = 2, 98
A(I) = (B(I-1) + B(I+1) + B(I+2) ) / 3
10 CONTINUE
При обновлении значений в теневых гранях используются максимальные размеры 1:2 , заданные в директиве SHADOW.
Распределение и схема обновления теневых граней показана на рис.6.1.
| P-1 | P | P+1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| V | V | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис.6.1. Распределение массива с теневыми гранями.
На каждом процессоре распределяются два буфера, которые являются непрерывным продолжением локальной секции массива. Левая теневая грань имеет размер в 1 элемент (для B(I-1)), правая теневая грань имеет размер в 2 элемента (для B(I+1) и B(I+2)). Если перед выполнением цикла произвести обмен между процессорами по схеме на рис.6.1., то цикл может выполняться на каждом процессоре без замены ссылок на массивы ссылками на буфер.
Для многомерных распределенных массивов теневые грани могут распределяться по каждому измерению. Особая ситуация возникает, когда необходимо обновлять "угол" теневых граней. В этом случае требуется указать дополнительный параметр CORNER.
Пример 6.2. Спецификация SHADOW-ссылок с угловыми элементами
REAL A(100,100), B(100,100)
CDVM$ ALIGN B( I, J ) WITH A( I, J )
CDVM$ DISTRIBUTE A ( BLOCK,BLOCK)
. . .
CDVM$ PARALLEL ( I, J ) ON A ( I, J ), SHADOW_RENEW ( B (CORNER))
DO 10 I = 2, 99
DO 10 J = 2, 99
A(I,J) = (B(I,J+1) + B(I+1,J) + B(I+1,J+1) ) / 3
10 CONTINUE
Теневые грани для массива В распределяются по умолчанию размером в 1 элемент по каждому измерению. Т.к. имеется удаленная "угловая" ссылка B(I+1,J+1) , то указывается параметр CORNER.
|
| теневые грани | |||||||||
|
| пересылаемые значения | |||||||||
|
| внутренняя область | |||||||||
|
| угловые элементы |
Рис. 6.2. Схема локальной секции массива с теневыми гранями.
6.2.3. Спецификация ACROSS зависимых ссылок типа SHADOW для одного цикла
Рассмотрим следующий цикл
DO 10 I = 2, N-1
DO 10 J = 2, N-1
A(I,J) = (A(I,J-1) + A(I,J+1) + A(I-1,J) + A(I+1,J)) / 4
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
