Контрольная работа: Паралельні обчислення з використанням MPI

Done.

Зверніть увагу, що після виклику MPI_Finalize() паралелізм не закінчується – “Done” виводиться кожним процесом.

Вправа 1: У принципі, такого об’єму вже досить, щоб писати програми в моделі паралелізму даних – напишіть який-небудь приклад.

3.2 Обмін повідомленнями

У MPI існує величезна множина процедур обміну повідомленнями. Вони можуть використовуватися, як для посилки керуючих сигналів, так і для передачі даних (ці випадки будуть розглянуті в прикладах 3 і 4). Два основних види обміну: двухточений і глобальний. Останній буде описаний пізніше.

З погляду програміста, двохточковий обмін виконується в такий спосіб: для пересилання повідомлення процес-джерело викликає підпрограму передачі, при звертанні до якої вказується ранг процесу-одержувача (адресата) у відповідній області взаємодії. Остання задається своїм комунікатором, звичайно це MPI_COMM_WORLD. Процес-одержувач, для того, щоб одержати спрямоване йому повідомлення, викликає підпрограму прийому, указавши при цьому ранг джерела.

Нагадаємо, що MPI гарантує виконання деяких властивостей двохточкового обміну, таких як збереження порядку повідомлень, і гарантоване виконання обміну. Якщо один процес посилає повідомлення, а іншої - запит на його прийом, то або передача, або прийом будуть вважатися виконаними. При цьому можливі три сценарії обміну:

другий процес одержує від першого адресоване йому повідомлення;

відправлене повідомлення може бути отримано третім процесом, при цьому фактично виконана буде передача повідомлення, а не його прийом (повідомлення пройшло повз адресата);

другий процес одержує повідомлення від третього, тоді передача не може вважатися виконаної, тому що адресат одержав не те "лист".

У двохточковом обміні слід дотримуватися правила відповідності типів переданих і прийнятих даних. Це утрудняє обмін повідомленнями між програмами, написаними на різних мовах програмування.

Існують чотири різновиди крапкового обміну: синхронний, асинхронний, блокуючий і неблокуючий. У MPI маються також чотири режими обміну, що розрізняються умовами ініціалізації і завершення передачі повідомлення:

стандартна передача вважається виконаною і завершується, як тільки повідомлення відправлене, незалежно від того, дійшло воно до чи адресата ні. У стандартному режимі передача повідомлення може починатися, навіть якщо ще не початий його прийом;

синхронна передача відрізняється від стандартної тим, що вона не завершується доти, поки не буде довершений прийом повідомлення. Адресат, одержавши повідомлення, посилає процесу, що відправив його, повідомлення, що повинне бути отримане відправником для того, щоб обмін вважався виконаним. Операцію передачі повідомлення іноді називають "рукостисканням";

буферизована передача завершується відразу ж, повідомлення копіюється в системний буфер, де й очікує своєї черги на пересилання. Завершується буферизованна передача незалежно від того, виконаний прийом чи повідомлення ні;

передача "по готовності" починається тільки в тому випадку, коли адресат ініціалізував прийом повідомлення, а завершується відразу, незалежно від того, прийняте чи повідомлення ні.

Кожний з цих чотирьох режимів існує як у що блокуючий, так і в неблокуючій формах. При формі прийому, що блокуючий,/передачі виконання програми припиняється по завершення виконання операції.

У MPI прийняті наступні угоди про імена підпрограм двохточкового обміну: MPI_[I][R|S|B]Send. Префікс I (Immediate) позначає режим, неблокуючий, один із префіксів R|S|B позначає режим обміну по відповідно готовності, синхронний і буферизований, відсутність префікса позначає стандартний обмін. Разом – 8 різновидів передачі повідомлень. Для прийому ж існує всього 2 різновиди: MPI_[I]Recv. Приклади: MPI_Irsend - виконує передачу «по готовності» у режимі, неблокуючий, MPI_Bsend - буферизована передача з блокуванням, MPI_Recv - прийом, що блокуючий. Відзначимо, що підпрограма прийому будь-якого типу може прийняти повідомлення від будь-якої програми передачі. Перейдемо до приклада 2:

===== Example2.cpp =====

#include <mpi.h>

#include <stdio.h>

#define TAG_SEND_FWD 99

#define TAG_SEND_BACK 98

#define TAG_REPLY 97

int main(int argc, char* argv[])

{

int k,x;

int myrank, size;