báo cáo thực hành tính toán song song mi4364

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.2 MB, 12 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN TOÁN ỨNG DỤNG VÀ TIN HỌC

BÁO CÁO THỰC HÀNH TÍNH TỐN SONG SONG MI4364

Nhóm 17

Giảng viên hướng dẫn: Thầy Đồn Duy Trung

Hà Nội, tháng 11 năm 2022

1

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

MỤC LỤC

I. Bài tập thực hành chung....4

1.Thực hiện song song hóa bài tốn nhân ma trận với vector khi sử dụng mơ hình đa vi xử lý với bộ

nh ớ dung chung. So sánh kết quả với phương pháp tuần tự và điền vào bảng ...4

2. Chương trình openMP tính số Fibonacci thứ N...4

3. Áp dụng bài ma trận nhân véc tơ để thực hiện bài ma trận nhân với ma trận. ...5

II. Bài tập thực hành nhóm . ...5

1.Viết chương trình tính tổng và tích các phần tử của mảng một chiều sử dụng sections (Hiển thị

th ời gian thực hiện). Trên cả hai hệ điều hành Windows và Linux. ...5

1.1Tính tổng và tích các phần tử của mảng một chiều bằng phương pháp tuần tự ...5

1.2Tính tổng và tích các phần tử của mảng một chiều sử dung sections. ...7

1.3Thực hiện chạy và so sánh thời gian giữa tính tốn tuần tự và tính tốn song song trong môi

trư ờng Windows. ...11

1.4Thực hiện chạy và so sánh thời gian giữa tính tốn tuần tự và tính tốn song song trong mơi

trư ờng Linux. ...11

III. luận.Kết...12

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

*Phân công thực hiện công việc

x

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

I.Bài tập thực hành chung.

1. Thực hiện song song hóa bài tốn nhân ma trận với vector khi sử dụng mơ hình đa vi xử lý với bộ nhớ dung chung. So sánh kết quả với phương pháp tuần tự và điền vào bảng.

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

3. Áp dụng bài ma trận nhân véc tơ để thực hiện bài ma trận nhân với ma trận

Bảng kết quả thực nghiệm:

II.Bài tập thực hành nhóm.

Viết chương trình tính tổng và tích các phần tử của mảng một chiều sử dụng Sections (Hiển thị thời gian thực hiện). Trên cả hai hệ điều hành Windows và Linux.

1.1 Tính tổng và tích các phần tử của mảng một chiều bằng phương pháp tuần tự trên Windows.

#include <iostream>#include <time.h>#include <math.h>#include <conio.h>#include <stdlib.h>#include <windows.h>using namespace std;

// Function that converts numbers form LongInt type to double typedoubleLiToDouble(LARGE_INTEGER x) {

double result =

((double)x.HighPart) * 4.294967296E9 + (double)(( ).x LowPart);

returnresult;}

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

// Function that gets the timestamp in secondsdoubleGetTime() {

LARGE_INTEGERlpFrequency lpPerfomanceCount, ; QueryPerformanceFrequency(&lpFrequency); QueryPerformanceCounter(&lpPerfomanceCount); returnLiToDouble(lpPerfomanceCount) / LiToDouble(lpFrequency);}

voidRandom(double*&mang, intsize) { unsignedlongi

mang = newdouble[size]; for (i = 0; i < size i; ++)

mang[i] = rand() / double(1000) - rand() / double(1000);}

voidShow(double*&mang, intsize) { unsignedlongi

for (i = 0; i < size i; ++) cout<<mang[] <<"\t";

cout<<" "\n;}

unsignedlongi; longdoubleS1 = 1; for (i = 0; i < size i; ++) S1 *= mang[]; returnS1;}

longdoubleCong(double*&mang, intsize) { unsignedlongi

longdoubleS1 = 1; for (i = 0; i < size i; ++) S1 += mang[]; returnS1;}

intmain() { unsignedlongsize; longdoubleTong = 0Tich = 1; double* mang start finish, , ; cout<<"Nhap kich thuoc mang N = "; cin>>size;

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

(ifsize > ) {0 Random(mang size);, Show(mang size);, start = GetTime(); Tong = Cong(mang size, ); Tich = Nhan(mang size, ); finish = GetTime();

cout <<"Tong cua cac phan tu trong mang la "<< Tong; cout <<"\nTich cua cac phan tu trong mang la "<< Tich; cout <<"\nThoi gian tinh toan tuan tu la "<< finish - start;

}

else cout<<"Kich thuoc nhap vao chua dung!";}

1.2. Tính tổng và tích các phần tử của mảng một chiều sử dụng Sections.

*Thuật toán tính tổng tích bằng Sections

Input: mảng n phần tửChia 4 section: Từ 0 -> n/4Từ n/4+1 -> n/2Từ n/2 -> 3n/4Từ 3n/4+1 -> nTong= 0;Tich = 1;

B1: Chạy song song các sectionSection 1:

Chạy từ i:=0 -> n/4 Tong1 += a[i];Tich1 *= a[i];

Chạy tương tự với các section ta đc tong2,tich2,tong3,tich3,tong4,tich4B2:

Tong = tong1 + tong2 + tong3 + tong4Tich = tich1 * tich2 * tich3 * tich4

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

#include <iostream>#include <time.h>#include <math.h>#include <conio.h>#include <stdlib.h>#include <windows.h>#include <omp.h>using namespace std;

// Function that converts numbers form LongInt type to double typedoubleLiToDouble(LARGE_INTEGER x) {

double result =

((double)x.HighPart) * 4.294967296E9 + (double)(( ).x LowPart);

returnresult;}

// Function that gets the timestamp in secondsdoubleGetTime() {

LARGE_INTEGERlpFrequency lpPerfomanceCount, ; QueryPerformanceFrequency(&lpFrequency); QueryPerformanceCounter(&lpPerfomanceCount); returnLiToDouble(lpPerfomanceCount) / LiToDouble(lpFrequency);

}

voidRandom(double*& mang, size) {int unsigned long;

mang = new double[size]; for ( = ; < i0i size i++);

mang[i] = rand() / double(1000) - rand() / double(1000);}

voidShow(double*& mang, size) {int unsigned long;

for ( = ; < i0i size i; ++) cout << mang i[] <<" "\t; cout <<" "\n;

long doubleNhan_Parelell(double*& mang, size) {int unsigned long;

longdouble = , = , = , = ;S11S21S31S41#pragmaomp parallel sections

{

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

#pragmaomp section {

for ( = ; <= i0isize / ; 4i++) *= S1mang[i]; }

#pragmaomp section {

for ( = i size / + ; <= 4 1isize / ; 2i++) *= S2mang[i];

return * * * ;S1 S2 S3 S4}

long doubleCong_Parelell(double*& mang, size) {int unsigned long;

longdouble = , = , = , = ;S10S20S30S40#pragmaomp parallel sections

#pragmaomp section {

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

for ( = i size / + ; <= 4 1isize / ; 2i++) += S2mang[i];

return + + + ;S1 S2 S3 S4}intmain() {

unsigned long size;

longdoubleTong = 0Tich = 1; double* mang start finish, , ;

cout <<"Nhap kich thuoc mang N = "; cin >> size;

(ifsize > ) {0 Random(mang size);, Show(mang size);, start = GetTime();

Tong = Cong_Parelell(mang size, ); Tich = Nhan_Parelell(mang size, ); finish = GetTime();

cout <<"Tong cua cac phan tu trong mang la "<< Tong; cout <<"\nTich cua cac phan tu trong mang la "<< Tich; cout <<"\nThoi gian tinh toan la "<< finish start - ; }

else cout<<"Kich thuoc nhap vao chua dung!";}

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

1.3.Thực hiện chạy và so sánh thời gian giữa tính tốn tuần tự và tính tốn song song trong mơi trường Windows.

1.4.Thực hiện chạy và so sánh thời gian giữa tính tốn tuần tự và tính tốn song song trong mơi trường Linux.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

III.KẾT LUẬN

- Trong các bài toán và mơ hình tốn lớn cần một tốc độ xử lý nhanh và khốilượng tính tốn lớn thì việc chia nhỏ và sử dụng linh hoạt giữa tính tốn tuần tự và tính tốn song song là rất hữu ích.

o Cần phân tích kỹ bài tốn.

o Trong những bài tốn nhỏ việc tính tốn song song để xử lý có thể làm chậm thời gian so với tính tốn tuần tự.

o Ngoài ra việc lựa chọn kỹ thuật song song cũng là yếu tố quan trọngđể cải thiện tính khả thi cũng như hiệu suất xử lý.

Tham khảo

- Slide Tính tốn song song TS. Đào Duy Trung

</div>

báo cáo thực hành tính toán song song mi4364

<b>ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN TOÁN ỨNG DỤNG VÀ TIN HỌC</b>

<b>BÁO CÁO THỰC HÀNH TÍNH TỐN SONG SONG MI4364</b>

<b> Nhóm 17</b>

Giảng viên hướng dẫn: Thầy Đồn Duy Trung

1

<b>*Phân công thực hiện công việc </b>

x

<b>I.Bài tập thực hành chung.</b>

1. Thực hiện song song hóa bài tốn nhân ma trận với vector khi sử dụng mơ hình đa vi xử lý với bộ nhớ dung chung. So sánh kết quả với phương pháp tuần tự và điền vào bảng.

3. Áp dụng bài ma trận nhân véc tơ để thực hiện bài ma trận nhân với ma trận

Bảng kết quả thực nghiệm:

<b>II.Bài tập thực hành nhóm.</b>

Viết chương trình tính tổng và tích các phần tử của mảng một chiều sử dụng Sections (Hiển thị thời gian thực hiện). Trên cả hai hệ điều hành Windows và Linux.

<i><b>1.1 Tính tổng và tích các phần tử của mảng một chiều bằng phương pháp tuần tự trên Windows.</b></i>

#include <iostream>#include <time.h>#include <math.h>#include <conio.h>#include <stdlib.h>#include <windows.h>using namespace std;

// Function that converts numbers form LongInt type to double typedoubleLiToDouble(LARGE_INTEGER x) {

double result =

((double)x.HighPart) * 4.294967296E9 + (double)(( ).x LowPart);

returnresult;}

(ifsize > ) {0 Random(mang size);, Show(mang size);, start = GetTime(); Tong = Cong(mang size, ); Tich = Nhan(mang size, ); finish = GetTime();

cout <<"Tong cua cac phan tu trong mang la "<< Tong; cout <<"\nTich cua cac phan tu trong mang la "<< Tich; cout <<"\nThoi gian tinh toan tuan tu la "<< finish - start;

}

else cout<<"Kich thuoc nhap vao chua dung!";}

<i><b>1.2. Tính tổng và tích các phần tử của mảng một chiều sử dụng Sections.</b></i>

<i><b>*Thuật toán tính tổng tích bằng Sections</b></i>

Input: mảng n phần tửChia 4 section: Từ 0 -> n/4Từ n/4+1 -> n/2Từ n/2 -> 3n/4Từ 3n/4+1 -> nTong= 0;Tich = 1;

B1: Chạy song song các sectionSection 1:

Chạy từ i:=0 -> n/4 Tong1 += a[i];Tich1 *= a[i];

Chạy tương tự với các section ta đc tong2,tich2,tong3,tich3,tong4,tich4B2:

Tong = tong1 + tong2 + tong3 + tong4Tich = tich1 * tich2 * tich3 * tich4

#include <iostream>#include <time.h>#include <math.h>#include <conio.h>#include <stdlib.h>#include <windows.h>#include <omp.h>using namespace std;

// Function that converts numbers form LongInt type to double typedoubleLiToDouble(LARGE_INTEGER x) {

double result =

((double)x.HighPart) * 4.294967296E9 + (double)(( ).x LowPart);

returnresult;}

// Function that gets the timestamp in secondsdoubleGetTime() {

LARGE_INTEGERlpFrequency lpPerfomanceCount, ; QueryPerformanceFrequency(&lpFrequency); QueryPerformanceCounter(&lpPerfomanceCount); returnLiToDouble(lpPerfomanceCount) / LiToDouble(lpFrequency);

}

voidRandom(double*& mang, size) {int unsigned long;

mang = new double[size]; for ( = ; < i0i size i++);

mang[i] = rand() / double(1000) - rand() / double(1000);}

voidShow(double*& mang, size) {int unsigned long;

for ( = ; < i0i size i; ++) cout << mang i[] <<" "\t; cout <<" "\n;

long doubleNhan_Parelell(double*& mang, size) {int unsigned long;

longdouble = , = , = , = ;S11S21S31S41#pragmaomp parallel sections

{

#pragmaomp section {

for ( = ; <= i0isize / ; 4i++) *= S1mang[i]; }

#pragmaomp section {

for ( = i size / + ; <= 4 1isize / ; 2i++) *= S2mang[i];

return * * * ;S1 S2 S3 S4}

long doubleCong_Parelell(double*& mang, size) {int unsigned long;

longdouble = , = , = , = ;S10S20S30S40#pragmaomp parallel sections

#pragmaomp section {

for ( = i size / + ; <= 4 1isize / ; 2i++) += S2mang[i];

return + + + ;S1 S2 S3 S4}intmain() {

unsigned long size;

longdoubleTong = 0Tich = 1; double* mang start finish, , ;

cout <<"Nhap kich thuoc mang N = "; cin >> size;

(ifsize > ) {0 Random(mang size);, Show(mang size);, start = GetTime();

Tong = Cong_Parelell(mang size, ); Tich = Nhan_Parelell(mang size, ); finish = GetTime();

cout <<"Tong cua cac phan tu trong mang la "<< Tong; cout <<"\nTich cua cac phan tu trong mang la "<< Tich; cout <<"\nThoi gian tinh toan la "<< finish start - ; }

else cout<<"Kich thuoc nhap vao chua dung!";}

<i><b>1.3.Thực hiện chạy và so sánh thời gian giữa tính tốn tuần tự và tính tốn song song trong mơi trường Windows.</b></i>

<i><b>1.4.Thực hiện chạy và so sánh thời gian giữa tính tốn tuần tự và tính tốn song song trong mơi trường Linux.</b></i>

<b>III.KẾT LUẬN</b>

- Trong các bài toán và mơ hình tốn lớn cần một tốc độ xử lý nhanh và khốilượng tính tốn lớn thì việc chia nhỏ và sử dụng linh hoạt giữa tính tốn tuần tự và tính tốn song song là rất hữu ích.

o Cần phân tích kỹ bài tốn.

o Trong những bài tốn nhỏ việc tính tốn song song để xử lý có thể làm chậm thời gian so với tính tốn tuần tự.

o Ngoài ra việc lựa chọn kỹ thuật song song cũng là yếu tố quan trọngđể cải thiện tính khả thi cũng như hiệu suất xử lý.

Tham khảo

- Slide Tính tốn song song TS. Đào Duy Trung

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về