3 Характеристика передачи данных от одного процессора всем другим.

Достижение эффективного выполнения операции передачи данных от одного процесса всем процессам программы (широковещательная рассылка данных) может быть обеспечено при помощи функции MPI

int MPI_Bcast(void *buf,int count,MPI_Datatype type,int root,MPI_Comm comm),

где

• buf, count, type - буфер памяти с отправляемым сообщением (для процесса с рангом 0), и для приема сообщений для всех остальных процессов,

• root - ранг процесса, выполняющего рассылку данных,

• comm - коммуникатор, в рамках которого выполняется передача данных.

Функция MPI_Bcast осуществляет рассылку данных из буфера buf, содержащего count элементов типа type с процесса, имеющего номер root, всем процессам, входящим в коммуникатор comm. Используется для передачи однотипных и не изменяемых процессом-отправителем данных

Обобщенная операция передачи данных от одного процесса всем процессам (распределение данных) отличается от широковещательной рассылки тем, что процесс передает процессам различающиеся данные. Выполнение данной операции может быть обеспечено при помощи функции:

int MPI_Scatter(void *sbuf,int scount,MPI_Datatype stype,

void *rbuf,int rcount,MPI_Datatype rtype,

int root, MPI_Comm comm),

где

• sbuf, scount, stype - параметры передаваемого сообщения (scount определяет количество элементов, передаваемых на каждый процесс),

• rbuf, rcount, rtype - параметры сообщения, принимаемого в процессах,

• root - ранг процесса, выполняющего рассылку данных,

• comm - коммуникатор, в рамках которого выполняется передача данных.

При вызове этой функции процесс с рангом root произведет передачу данных всем другим процессам в коммуникаторе. Каждому процессу будет отправлено scount элементов. Процесс с рангом 0 получит блок данных из sbuf из элементов с индексами от 0 до scount-1, процессу с рангом 1 будет отправлен блок из элементов с индексами от scount до 2* scount-1 и т.д. Тем самым, общий размер отправляемого сообщения должен быть равен scount * p элементов, где p есть количество процессов в коммуникаторе comm. В этом случае процесс отправитель разбивает информацию на блоки примерно равной части и отправляет их процессам коммуникатора.

4Характеристики топологий коммуникационной среды

Способы логического представления (отображения) топологий характеризуются следующими тремя основными характеристиками:

• уплотнение дуг (congestion), выражаемое как максимальное количество дуг логической топологии, отображаемых в одну линию передачи физической топологии;

• удлинение дуг (dilation), определяемое как путь максимальной длины физической топологии, на который отображаемая дуга логической топологии;

• увеличение вершин (expansion), вычисляемое как отношение количества вершин в физической и логической топологиях.

5Циклический сдвиг.

Сдвигом называют пересылку данных между процессами вдоль определенного измерения. Вдоль избранного измерения могут быть организованы коллективные обмены.

Частный случай обобщенной множественной рассылки есть процедура перестановки (permutation), представляющая собой операцию перераспределения информации между процессорами сети, в которой каждый процессор передает сообщение некоторому определенному другому процессору сети. Конкретный вариант перестановки - циклический q-сдвиг (circular q-shift), при котором каждый процессор i, 1 ≤ i ≤ p, передает данные процессору с номером (i + q) mod p. Подобная операция сдвига используется, например, при организации матричных вычислений.

Циклический сдвиг на k элементов вдоль измерения решетки - в этой операции данные от процесса i пересылаются процессу (i+k) mod dim, где dim есть размер измерения, вдоль которого производится здвиг