lab3.cpp - main - PavelPanchuk/Mpi

lab3.cpp
110 строк5 KB
PavelPanchuk
upload files
06 дек 2024, 15:28
06 дек 2024, 15:288191824
#include <mpi.h>
#include <iostream>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <locale.h>
#include <omp.h> 
using namespace std;
/* Каждая ветвь задает размеры своих полос матрицы MA и вектора правой части.(Предполагаем, что размеры данных делятся без остатка
на количество компьютеров.) */
 #define M 400
 #define N 50
/* Описываем массивы для полос исходной матрицы - MA и вектор V для приема данных.Для простоты, вектор правой части уравнений присоединяем 
дополнительным столбцом к матрице коэффициентов. В этом дополнительном столбце и получим результат. */
double MA[N][M+1], V[M+1], MAD, R;
int main(int args, char **argv)
 { int size, MyP, i, j,k, m, p;
double t0,dt,t1,t2,t3,t4,dt1,dt2,dt3,dt4;
 MPI_Status stat;
/* Инициализация библиотеки */
 MPI_Init(&args, &argv);
/* Каждая ветвь узнает размер системы */
 MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
/* и свой номер (ранг) */
 MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &MyP);
/* Каждая ветвь генерирует свою полосу матрицы A и свой отрезок вектора правой части, который присоединяется дополнительным столбцом к A. 
Нулевая ветвь генерирует нулевую полосу,первая ветвь - первую полосу и т.д. (По диагонали исходной матрицы - числа =2,остальные числа = 1).*/
 for(i = 0; i < N; i++) for(j = 0; j < M; j++)
 if((N*MyP+i) == j) MA[i][j] = 2.0;
 else
 MA[i][j] = 1.0;
 
 for(j=0;j<M;j++)V[j]=-(double)(j+1)/2.;
 for(i = 0; i < N; i++)
 { MA[i][M]=0;for(j = 0; j < M; j++)
 MA[i][M]+=MA[i][j]*V[j];}
 
 /* Каждая ветвь засекает начало вычислений и производит вычисления */
 t0=MPI_Wtime();
/* Прямой ход */
/* Цикл p - цикл по компьютерам. Все ветви, начиная с нулевой, последовательно приводят к диагональному виду свои строки. 
Ветвь, приводящая свои строки к диагональному виду, назовем активной, строка, с которой производятся вычисления, так же назовем активной. */
 for(p = 0; p < size; p++)
 {
 /* Цикл k - цикл по строкам. (Все ветви "крутят" этот цикл). */
 for(k = 0; k < N; k++)
 { if(MyP == p)
 {
/* Активная ветвь с номером MyP == p приводит свои строки к диагональному виду.
Активная строка k передается ветвям, с номером большим чем MyP */
 MAD = 1.0/MA[k][N*p+k];
 for(j = M; j >= N*p+k; j--)
 MA[k][j] = MA[k][j] * MAD;
 t1=MPI_Wtime();
 for(m = p+1; m < size; m++)
MPI_Send(&MA[k][0], M+1, MPI_DOUBLE, m, 1,MPI_COMM_WORLD);
 dt1=MPI_Wtime()-t1;
 for(i = k+1; i < N; i++)
 { for(j = M; j >= N*p+k; j--)
 MA[i][j] = MA[i][j]-MA[i][N*p+k]*MA[k][j];
 }
 }
 /* Работа принимающих ветвей с номерами MyP > p */
 else if(MyP > p)
 {t2=MPI_Wtime();
 MPI_Recv(V, M+1, MPI_DOUBLE, p, 1,MPI_COMM_WORLD, &stat);
 dt2=MPI_Wtime()-t2;
 for(i = 0; i < N; i++)
 { for(j = M; j >= N*p+k; j--)
 MA[i][j] = MA[i][j]-MA[i][N*p+k]*V[j];
 }
 }
 } /* for k */
 } /* for p */
/* Обратный ход */
/* Циклы по p и k аноалогичны, как и при прямом ходе. */
 for(p = size-1; p >= 0; p--)
 { for(k = N-1; k >= 0; k--)
 {
 /* Работа активной ветви */
 if(MyP == p)
 {t3=MPI_Wtime();
 for(m = p-1; m >= 0; m--)
 MPI_Send(&MA[k][M], 1, MPI_DOUBLE, m,1,MPI_COMM_WORLD);
 dt3=MPI_Wtime()-t3;
for(i = k-1; i >= 0; i--)
 MA[i][M] -= MA[k][M]*MA[i][N*p+k];
 }
 /* Работа ветвей с номерами MyP < p */
 else
 { if(MyP < p)
 {t4=MPI_Wtime();
 MPI_Recv(&R, 1, MPI_DOUBLE, p, 1,MPI_COMM_WORLD, &stat);
 dt4=MPI_Wtime()-t4;
 for(i = N-1; i >= 0; i--)
 MA[i][M] -= R*MA[i][N*p+k];
 }
 }
 } /* for k */
 } /* for p */
/* Все ветви засекают время и печатают его */
 dt = MPI_Wtime()-t0;t0=dt1+dt2+dt3+dt4;
 printf("MyP = %d Time = %13.4e los time=%13.4e\n", MyP, dt,t0);
 /* Все ветви печатают, для контроля, свои первые четыре значения корня */
 printf("MyP = %d %f %f %f %f\n",MyP,MA[0][M],MA[1][M],MA[2][M],MA[3][M]);
dt=(double)N*MyP;
printf("toch = %f %f %f %f\n",-(dt+1)/2,-(dt+2)/2,-(dt+3)/2,-(dt+4)/2);
/* Все ветви завершают выполнение */
 MPI_Finalize();
 return(0);
 }