OpenMPLab2015_2 (811089)

Файл №811089 OpenMPLab2015_2 (OpenMPLab2015_2)OpenMPLab2015_2 (811089)2020-08-192020-08-19СтудИзба

OpenMPLab2015_2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Регистрация/авторизация

Текст из файла

Задание 2. Алгоритм релаксации Якоби.

Разработка параллельной программы и исследование ее эффективности.

Постановка задачи.

Дана последовательная программа, реализующая алгоритм релаксации Якоби.

Требуется разработать параллельную программу с использованием технологии OpenMP и провести исследование ее эффективности.

Цель.

Получить навыки распараллеливания существующих программ на языке Си с использованием технологии OpenMP.

Распараллеливание осуществляется с помощью анализа последовательной программы, аналогично анализу распараллеливающего компилятора. Поэтому не предполагается знания указанного алгоритма.

Требуется.

Разработать параллельную версию программы с использованием технологии OpenMP
Исследовать время выполнения разработанной программы в зависимости от размера сетки и количества используемых ядер на суперкомпьютерном комплексе «Ломоносов».
Построить таблицу:

Размер сетки	Последовательный алгоритм	Параллельный алгоритм
		1 ядро		2 ядра		4 ядра		8 ядер
		Время	Ускорение	Время	Ускорение	Время	Ускорение	Время	Ускорение
512x512x512
768x768x768

Ускорение (speedup), получаемое при использовании параллельного алгоритма для p процессоров, определяется величиной:

Speedup(n) = T₁(n)/T_p(n),

где T₁(n)- время последовательного выполнения задачи,

Tp(n)- время параллельного выполнения задачи при использовании p ядер.

Построить графики - зависимость ускорения от количества процессоров для разных размеров систем линейных уравнений.
Сделать выводы по полученным результатам (объяснить убывание или возрастание производительности параллельной программы при увеличении числа используемых процессоров, сравнить поведение параллельной программы в зависимости от размера сетки).
Отчет о выполнении задания, включающий таблицу c временами, графики, текст программы и выводы отправить на omplab@gmail.com

Методические указания.

Трансляция OpenMP программ.
Запуск программы на счет.
Последовательная программа.
Литература.

Трансляция OpenMP-программ.
1. Для входа в среду компиляции на суперкомпьютере «Ломоносов» введите команду

ssh compiler

Для компиляции OpenMP-программы c использованием компилятора GCС:

/usr/bin/gcc -fopenmp [-mcmodel=medium] -o <имя_программы> <имя_программы>.c

Для компиляции OpenMP-программы c использованием компилятора Intel:

/opt/intel/composerxe/bin/icc [-mcmodel=medium] -openmp -o <имя_программы> <имя_программы>.c

Для компиляции OpenMP-программы c использованием компилятора Portland Group:

/opt/pgi/linux86-64/2012/bin/pgcc –mp [-m64] [-mcmodel=medium]-o <имя_программы> <имя_программы>.c

Запуск OpenMP-программы на счет.
1. Для запуска OpenMP-программы на счет на суперкомпьютере «Ломоносов»:

установите количество нитей, которые требуются для выполнения программы:

export OMP_NUM_THREADS=<количество нитей>

и используйте команду:

sbatch –p <раздел системы очередей> run ./<имя_программы>

Например,

export OMP_NUM_THREADS=4

sbatch -p test run ./jac_3d

Текущая конфигурация суперкомпьютера «Ломоносов» доступна:

http://parallel.ru/cluster/actual-T500.html

Последовательная программа.

#include <math.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

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

#define N 768

double maxeps = 0.1e-7;

int itmax = 10;

int i,j,k;

double eps;

double A [N][N][N], B [N][N][N];

void relax();

void resid();

void init();

void verify();

void wtime(double *t);

int main(int an, char **as)

{

int it;

double time0, time1;

init();

/* time0=omp_get_wtime (); */

wtime(&time0);

for(it=1; it<=itmax; it++)

{

eps = 0.;

relax();

resid();

printf( "it=%4i eps=%f\n", it,eps);

if (eps < maxeps) break;

}

wtime(&time1);

/* time1=omp_get_wtime (); */

printf("Time in seconds=%gs\t",time1-time0);

verify();

return 0;

}

void init()

{

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

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

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

{

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

else A[i][j][k]= ( 4. + i + j + k) ;

}

void relax()

{

for(i=1; i<=N-2; i++)

for(j=1; j<=N-2; j++)

for(k=1; k<=N-2; k++)

{

B[i][j][k]=(A[i-1][j][k]+A[i+1][j][k]+A[i][j-1][k]+A[i][j+1][k]+A[i][j][k-1]+A[i][j][k+1])/6.;

}

void resid()

{

for(i=1; i<=N-2; i++)

for(j=1; j<=N-2; j++)

for(k=1; k<=N-2; k++)

{

double e;

e = fabs(A[i][j][k] - B[i][j][k]);

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

eps = Max(eps,e);

}

void verify()

{

double s;

s=0.;

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

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

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

{

s=s+A[i][j][k]*(i+1)*(j+1)*(k+1)/(N*N*N);

}

printf(" S = %f\n",s);

}

void wtime(double *t)

{

static int sec = -1;

struct timeval tv;

gettimeofday(&tv, (void *)0);

if (sec < 0) sec = tv.tv_sec;

*t = (tv.tv_sec - sec) + 1.0e-6*tv.tv_usec;

}

Литература.

Презентация «Технология параллельного программирования OpenMP»:

ftp://ftp.keldysh.ru/K_student/Academy2015/OpenMP.ppt

Антонов А.С. "Параллельное программирование с использованием технологии OpenMP: Учебное пособие".-М.: Изд-во МГУ, 2009. - 77 с. http://parallel.ru/info/parallel/openmp/
OpenMP Application Program Interface. Version 3.1 July 2011

http://www.openmp.org/mp-documents/OpenMP3.1.pdf

Инструкция по использованию суперкомпьютерного комплекса «Ломоносов»

http://parallel.ru/sites/default/files/cluster/T500_user_guide-3.pdf

Характеристики

Тип файла

Документ

Размер

73,5 Kb

Материал

OpenMPLab2015_2

Тип материала

Лабораторная работа

Предмет

Параллельное программирование с OpenMP

Высшее учебное заведение

МГУ им. Ломоносова

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы

openmplab2015_2.rar

OpenMPLab2015_2.doc

Поделитесь ссылкой:

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.