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Introducción a MPI (página 2)




Enviado por Pablo Turmero



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En FORTRAN será vía el llamado a subrutinas:
call MPI_ROUTINE (ARGUMENTOS, IERROR)

En C el uso será de la forma:
MPI_Xxxxxx(argumentos)
El primer paso será invocar a la biblioteca adecuada (C: mpi.h, F: mpif.h)p.e.: #include "mpi.h"
Todo programa MPI tiene que ser inicializado y finalizado (para liberar correctamente los recursos).
¿¿Cómo funciona??

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Versión Fortran
PROGRAM simple
include 'mpif.h'
integer errcode
! Inicializar MPI
call MPI_INIT (errcode)
! Parte Principal del Prog…
! Terminar MPI
call MPI_FINALIZE (errcode)
end
Versión C
#include "mpi.h"
/* Headers */
main(int argc, char **argv)
{
/* Inicializar MPI */
MPI_Init (&argc, &argv);
/* Parte principal del Prog….. */
/* Terminar MPI */
MPI_Finalize ();
exit (0);
}
Un programa MPI: el esquema básico

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Los siguientes pasos son definir un comunicador, indicar el número total de procesadores en el sistema y el rango de cada uno dentro del conjunto.
El comunicador típico es MPI_COMM_WORLD (definido en mpi.h/mpif.h): son todos los nodos requeridos al sistema.
(Pueden definirse otros comunicadores si es necesario)

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"Hola Mundo" en FORTRAN con MPI
PROGRAM main
include 'mpif.h'
integer errcode, rank, size
call MPI_INIT (errcode)
call MPI_Comm_rank (MPI_COMM_WORLD, rank, errcode)
call MPI_Comm_size (MPI_COMM_WORLD, size, errcode)
print*, "Hola Mundo! Soy el proceso", rank, " de", size
call MPI_FINALIZE (errcode)
end

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"Hola Mundo" en C con MPI
#include "mpi.h"
#include < stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{ int rank, size;
MPI_Init (&argc, &argv);
MPI_Comm_rank (MPI_COMM_WORLD, &rank);
MPI_Comm_size (MPI_COMM_WORLD, &size);
printf( "Hola Mundo! Soy el proceso %d de %dn", rank,size);
MPI_Finalize ();
exit (0);
}

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¿Qué es un mensaje?
Son paquetes de datos que se intercambian entre los diferentes subprogramas.
Un mensaje se compone de: datos + direccionamiento:
Punto de origen de los datos
Tipo de datos a intercambiar
Longitud de los datos a intercambiar
Destino (u origen)
Una etiqueta que lo distinga
Comunicador
Intercambio de Mensajes

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Tipos de Datos
El usuario puede construir otros tipos de datos.
MPI soporta arquitecturas heterogéneas, la definición del tipode datos a intercambiar hace que sean compatibles.

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Comunicaciones Punto a Punto
Es la forma mas simple de transmisión de mensajes
Un proceso envia un mensaje a otro
Existen diferentes formas de hacerlo (sincrónicamente, asincrónicamente, bloqueante, no bloqueante, etc).

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Ejemplo
Quiero calcular ?como :

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double precision mypi, pi, h, sum, x, f, a
integer n, myid, size, i, rc, ierr, status
c — funcion a integrar
f(a) = 4.d0 / (1.d0 + a*a)

c — Numero de intervalos
read(5,*) n

c — tamaño del intervalo
h = 1.0d0/n

c — realiza las sumas
sum = 0.0d0
do i = 1, n
x = h * (dble(i) – 0.5d0)
sum = sum + f(x)
enddo
mypi = h * sum

pi=mypi
write(6, '(" pi es aproximadamente:", F18.16)') pi

end

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include 'mpif.h'
double precision mypi, pi, h, sum, x, f, a
integer n, myid, size, i, rc, ierr, status
c — funcion a integrar
f(a) = 4.d0 / (1.d0 + a*a)
call MPI_INIT( ierr )
call MPI_COMM_RANK( MPI_COMM_WORLD, myid, ierr )
call MPI_COMM_SIZE( MPI_COMM_WORLD, size, ierr )
print *, "Proceso ", myid, " de ", size, " funcionando"
if(myid.eq.0) then
read(5,*) n
endif
if(myid.eq.0) then
do i=1,size-1
call MPI_SEND(n,1,MPI_INTEGER,i,1,MPI_COMM_WORLD,ierr)
enddo
else
call MPI_RECV(n,1,MPI_INTEGER,0,1,MPI_COMM_WORLD,status,ierr)
endif
h = 1.0d0/n

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sum = 0.0d0
do i = myid+1, n, size
x = h * (dble(i) – 0.5d0)
sum = sum + f(x)
enddo
mypi = h * sum
if(myid.eq.0) then
pi=mypi
do i=1,size-1
call MPI_RECV(mypi,1,MPI_DOUBLE_PRECISION,MPI_ANY_SOURCE,MPI_ANY_TAG, MPI_COMM_WORLD,status,ierr)
pi=pi+mypi
enddo
else
call MPI_SEND(mypi,1,MPI_DOUBLE_PRECISION,0,99, MPI_COMM_WORLD,ierr)
endif
if (myid .eq. 0) then
write(6, '(" pi es aproximadamente:", F18.16)') pi
endif
call MPI_FINALIZE(rc)
end

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