如何使用 MPI_Scatter 和 MPI_Gather 计算多个进程的平均值?

如何解决如何使用 MPI_Scatter 和 MPI_Gather 计算多个进程的平均值?

我正在尝试制作一个迷你 C 程序来理解 MPI,我想让用户输入程序将接收多少个数字,这些数字,然后 scatter 它们在进程中均等。然后每个进程将计算它的局部平均值,然后使用 gather 根进程将计算整个平均值。这些数字存储在一个固定大小的数组中。我遇到的问题是根进程不计算平均值,我不知道为什么。我分散并收集了我在其他示例中看到的数字,但我无法让它发挥作用。这就是我所拥有的。

#include <stdio.h>
#include "mpi.h"

int main(int argc,char** argv){
int my_rank;
int p;
int n;
int i;
int size;
int loc_num;
int loc_sum;
int fin=0;
int avg;
int loc_avg;
int root=0;
int data[100];
int data_loc[100];
int data_aver[100];
int final_res[100];

MPI_Init(&argc,&argv);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&my_rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&p);

if (my_rank == 0){
    printf("Input how many numbers: ");
    scanf("%d",&n);
    
    printf("Input the elements of the array: ");
    for(i=0; i<n; i++){
        scanf("%d",&data[i]);
    }
}
 
MPI_Bcast(&n,1,MPI_INT,root,MPI_COMM_WORLD);

loc_num = n/p;

MPI_Scatter(&data,loc_num,data_loc,MPI_COMM_WORLD);


for(i=0; i< loc_num; i++){
    loc_sum += data_loc[i];
    loc_avg = loc_sum / loc_num;
}     


if(my_rank==0){

    MPI_Gather(&loc_avg,final_res,MPI_COMM_WORLD);

    for(i=0; i<n; i++){
        fin += final_res[i];
    }
    avg=fin/n;

    printf("Final average: %d \n",avg);
}
MPI_Finalize();
return 0;
}

解决方法

您的代码存在一些小问题,即未使用的变量和未初始化的变量。您应该使用一些 warning flags 编译您的代码,例如 -Wall-pedantic 等。那些警告用户上述问题的标志。

此外,您可以更改此设置:

for(i=0; i< loc_num; i++){
    loc_sum += data_loc[i];
    loc_avg = loc_sum / loc_num;
}  

for(i=0; i< loc_num; i++){
    loc_sum += data_loc[i];
}   
loc_avg = loc_sum / loc_num;

您需要将变量 loc_sum 初始化为零,因为代码第一次与该变量交互是执行 loc_sum += data_loc[i];,否则为 undefined behavior

由于平均值可以是浮点数,变量loc_avg avgfin的数据类型应该是float作为类型(或double) 而不是 int

您仅通过主调用 MPI_Gather

if(my_rank==0){

    MPI_Gather(&loc_avg,loc_num,MPI_INT,final_res,root,MPI_COMM_WORLD);

    for(i=0; i<n; i++){
        fin += final_res[i];
    }
    avg=fin/n;

    printf("Final average: %d \n",avg);
}

MPI_Gather 是一个 collect 通信指令,它应该被组内的所有进程调用。此外,您正在使用错误的参数调用 MPI_Gather,而不是:

MPI_Gather(&loc_avg,MPI_COMM_WORLD);

调用

MPI_Gather(&loc_avg,1,MPI_FLOAT,MPI_COMM_WORLD);

loc_num = n/p; 仅在输入可以在进程之间均匀分配时才能正常工作,但是(例如)如果您输入 104 进程 loc_num = n/p;将等于 2,因此每个进程将计算 10 中的 2。因此,所有进程将计算 8 而不是 10。这个我就交给你解决了。或者,您可以假设 n/p 总是产生一个自然数。

最后,而不是:

for(i=0; i<n; i++){
    fin += final_res[i];
}
 avg=fin/n;

你应该有

for(i=0; i<p; i++){
    fin += final_res[i];
} 
 avg=fin/p;

您想要 sum 所有进程的局部平均值,因此使用进程总数“p”,而不是输入数组“n”的大小。

一些建议:

  1. 如果可以,将变量声明为尽可能靠近使用它们的代码;
  2. 例如,为变量命名更好的名称,而不是“n”和“p”,分别称为 input_size 和“total_processes”。

IMO 这提高了代码的可读性。进行所有这些更改后,您的代码将如下所示:

#include <stdio.h>
#include "mpi.h"

int main(int argc,char** argv){
    int my_rank;
    int total_processes;
    int root = 0;
    int data[100];
    int data_loc[100];
    float final_res[100];

    MPI_Init(&argc,&argv);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&my_rank);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&total_processes);

    int input_size = 0;
    if (my_rank == 0){
       printf("Input how many numbers: ");
       scanf("%d",&input_size);
    
       printf("Input the elements of the array: ");
       for(int i=0; i<input_size; i++){
           scanf("%d",&data[i]);
       }
    }
 
    MPI_Bcast(&input_size,MPI_COMM_WORLD);

    int loc_num = input_size/total_processes;

    MPI_Scatter(&data,data_loc,MPI_COMM_WORLD);

    int loc_sum = 0;
    for(int i=0; i< loc_num; i++)
        loc_sum += data_loc[i];     
    float loc_avg = (float) loc_sum / (float) loc_num;
    MPI_Gather(&loc_avg,MPI_COMM_WORLD);

    if(my_rank==0){
      float fin = 0;
      for(int i=0; i<total_processes; i++)
         fin += final_res[i];
      float avg = fin / (float) total_processes;
      printf("Final average: %f \n",avg);
    }
    MPI_Finalize();
    return 0;
}

测试输入: 10 个元素,其中元素为 {1,2,3,4,5,6,7,8}

结果:

PROCESS=0 loc_avg=1.5 {1,2} 
PROCESS=1 loc_avg=3.5 {3,4}
PROCESS=2 loc_avg=5.5 {5,6}
PROCESS=3 loc_avg=7.5 {7,8}

Final average: 4.500000

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点与技术仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 dio@foxmail.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。

相关推荐


依赖报错 idea导入项目后依赖报错,解决方案:https://blog.csdn.net/weixin_42420249/article/details/81191861 依赖版本报错:更换其他版本 无法下载依赖可参考:https://blog.csdn.net/weixin_42628809/a
错误1:代码生成器依赖和mybatis依赖冲突 启动项目时报错如下 2021-12-03 13:33:33.927 ERROR 7228 [ main] o.s.b.d.LoggingFailureAnalysisReporter : *************************** APPL
错误1:gradle项目控制台输出为乱码 # 解决方案:https://blog.csdn.net/weixin_43501566/article/details/112482302 # 在gradle-wrapper.properties 添加以下内容 org.gradle.jvmargs=-Df
错误还原:在查询的过程中,传入的workType为0时,该条件不起作用 &lt;select id=&quot;xxx&quot;&gt; SELECT di.id, di.name, di.work_type, di.updated... &lt;where&gt; &lt;if test=&qu
报错如下,gcc版本太低 ^ server.c:5346:31: 错误:‘struct redisServer’没有名为‘server_cpulist’的成员 redisSetCpuAffinity(server.server_cpulist); ^ server.c: 在函数‘hasActiveC
解决方案1 1、改项目中.idea/workspace.xml配置文件,增加dynamic.classpath参数 2、搜索PropertiesComponent,添加如下 &lt;property name=&quot;dynamic.classpath&quot; value=&quot;tru
删除根组件app.vue中的默认代码后报错:Module Error (from ./node_modules/eslint-loader/index.js): 解决方案:关闭ESlint代码检测,在项目根目录创建vue.config.js,在文件中添加 module.exports = { lin
查看spark默认的python版本 [root@master day27]# pyspark /home/software/spark-2.3.4-bin-hadoop2.7/conf/spark-env.sh: line 2: /usr/local/hadoop/bin/hadoop: No s
使用本地python环境可以成功执行 import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt # 设置字体 plt.rcParams[&#39;font.sans-serif&#39;] = [&#39;SimHei&#39;] # 能正确显示负号 p
错误1:Request method ‘DELETE‘ not supported 错误还原:controller层有一个接口,访问该接口时报错:Request method ‘DELETE‘ not supported 错误原因:没有接收到前端传入的参数,修改为如下 参考 错误2:cannot r
错误1:启动docker镜像时报错:Error response from daemon: driver failed programming external connectivity on endpoint quirky_allen 解决方法:重启docker -&gt; systemctl r
错误1:private field ‘xxx‘ is never assigned 按Altʾnter快捷键,选择第2项 参考:https://blog.csdn.net/shi_hong_fei_hei/article/details/88814070 错误2:启动时报错,不能找到主启动类 #
报错如下,通过源不能下载,最后警告pip需升级版本 Requirement already satisfied: pip in c:\users\ychen\appdata\local\programs\python\python310\lib\site-packages (22.0.4) Coll
错误1:maven打包报错 错误还原:使用maven打包项目时报错如下 [ERROR] Failed to execute goal org.apache.maven.plugins:maven-resources-plugin:3.2.0:resources (default-resources)
错误1:服务调用时报错 服务消费者模块assess通过openFeign调用服务提供者模块hires 如下为服务提供者模块hires的控制层接口 @RestController @RequestMapping(&quot;/hires&quot;) public class FeignControl
错误1:运行项目后报如下错误 解决方案 报错2:Failed to execute goal org.apache.maven.plugins:maven-compiler-plugin:3.8.1:compile (default-compile) on project sb 解决方案:在pom.
参考 错误原因 过滤器或拦截器在生效时,redisTemplate还没有注入 解决方案:在注入容器时就生效 @Component //项目运行时就注入Spring容器 public class RedisBean { @Resource private RedisTemplate&lt;String
使用vite构建项目报错 C:\Users\ychen\work&gt;npm init @vitejs/app @vitejs/create-app is deprecated, use npm init vite instead C:\Users\ychen\AppData\Local\npm-