Библиотека MPI [Электронный ресурс] (90

Параметры:

buf -адресначалабуферапосообщылки

ения;

count -числопередаваемыхэлементовсообщ

ении;

datatype -типпередаваемыхэлементов;

dest -номерпроцесса

-получателя;

msgtag -идентифика торсообщения;

comm -идентификаторгруппы;

request -идентасификаторпенхвыходной(едачионнойпа

аметр).

Передачасообщения,аналогичная

MPI_Send,однаковозвратиз

подпросразуграммыисходитпослеинициализациипроцессаперед ч

buf.Это

безож иданияоб

работкивсообщенияего,находящегосявбуфере

означает,чтонельзяповторноиспользоватьданныйбуфердлядругихцелей

безпол учениядополнительинформзавершениианпцииной.сылки

Окончаниепроцессаперт..тогод(моментачи,когдаможн

о

переиспользоватьбуфер

bufбезопаисенияпортитьедаваемое

сообще)м жпредноие

елитьспомощьюпараметра

requestипроцедур

MPI_Waitи MPI_Test.

MPI_Sendи MPI_ISend,

Соотправленное, бщениелюбойизпроцедур

можетбытьпринятолюбойиз цедур

MPI_Recvи MPI_IRecv.

Параметры:

buf -адресначалабуфераприемасообщениявыходной( п

араметр)

count -максчиэлемемальслоноетов

впринимаемомсообщении

datatype -типэлементовпринимаемогосообщ

ения

source -номерпроцесса

-отправителя

msgtag -идентифпринсообщикатормаемого

ения

comm -идентификаторгруппы

request -идентасификаторнхронногоприемасообщениявыходной( )

Приемсообщения,аналогичный

MPI_Recv,однаковозвратиз

подпросразуграммыисходитпослеинициалпроцессабезизацииема

buf.Окончаниепроцессаприема

ожидаполучениясоовбуферещения

можнопределитьспомощпараметраю

requestипроцедур

MPI_Waitи

MPI_Test.

21

Параметры:

request -идентасификаторнхронногоприемаилипередачи;

status -параметрысообщениявыходной(

араметр).

Ожидзавершенияпроцедурсинхронных

MPI_ISendили

MPI_IRecv,ассоциированныхидентификатором

request.Вслучаепри, ма

атрибутыдлинуполученногосообщем жнпределитьобычнымия

status.

образомсп

омощьюпараметра

int MPI_WaitAll( int count, MPI_Request *requests,

Параметры:

MPI_Status *statuses);

count -чидентификаторовсло;

requests -массивидентификаторасинхронногоприема в

/передачи;

statuses -параметрысообщенийвыходной(

аметр).

Выполнроцблокедонссатехипор,покаруетсявсеоперации

обмена,ассоциированныеука

заннымиидентификаторами,небудут

заверш.Есливовродеилинымяойесколькихоперацийобмевозникли

statusesбустановленодет

ошибки,топ шибкилевэлементахмассива

соответствующеезначение.

Параметры:

count -чидентификаторовсло

requests -массивидентификаторасинхронногоприемаилипер в

едачи

index -номерзавершеннойоперацииобменавыходной(

араметр)

status -параметрысообщенийвыходной(

аметр)

Выполнроцблокедонссатехипор,покаруетсякака

-либооперация

обмена,ассоциировауказаниден,тификаторамиыминбудетная

завершена.Еслинесколькооперациймогутбытьзавершены,тослучайным

indexсоде ржитномэлевментар

образомвыбоднинихрз.Параметрется

массиве requests,содержащидентификаторзавоперациигоршенной.

Параметры:

incount -чидентификаторовсло

requests -ма ссивидентификаторасинхронногоприема в

/передачи

22

outcount -чидентификаторовслозавершившоперацийобменахся

(выходнойп

араметр)

indexes -массивномерершившза операцииобменахся

(выхо днойпараметр)

statuses -парзамвесообщенийршившихсятры(

выходнойпар

аметр)

Выполнроцблокедонссатехипор,покаруетсякрайнмерей

однаизоперобмена, ссоциированныхцийуказанными

outcountсодержитчисло

идентификаторами,небудетзавершена.Параметр

завершенныхопер

аций,апервые

outcountэлемен товмассива

indexes

содержатномэл мраментовссива

requestsсихидентификаторами.Первые

outcountэлементовмассива

statusesсодепарзжатмвершенныхтры

операций.

int MPI_Test( MPI_Request *request, int *flag,

Параметры:

MPI_Status *status);

request -идентасификаторнхронногоприемаилипередачи

flag -признакзавершенностиоперацииобменавыходной( пар

аметр)

status -параметрысообщениявыходной(

аметр)

Прозавершеннкаасинхрпроцедурстинных

MPI_ISendили

MPI_IRecv,ассоциированных

идентификатором request.Впараметре

flag

возвращаетзначен1,слоои операцияветствующаязавершена,

значениевпротивном0 случае.Еслизаве оцедураприемашена,то

атрибутыдлинуполученногосообщем жнпределитьобычнымия

образомспомощь

юпар аметра status.

int MPI_TestAll( int count, MPI_Request *requests,

Параметры:

int *flag, MPI_STatus *statuses);

count -чидентификаторовсло

requests -массивидентификаторасинхронногоприемаилипер в

едачи

flag -признакзавершенностиопераций

обменавыходной( пар

аметр)

statuses -параметрысообщенийвыходной(

аметр)

Впараметре

flagвозвращаетзначение

1,есливсеоперации,

ассоциированныеуказаниде ,тифиымизавершеныуказанием( аторами

statuses)В.про тивнслучаеомзвращается

параметровсообщенийвмассиве

0,аэлементымассива

statusesнеопр еделены.

requests -массивидентификаторасинхроннов

гоприемаилипер

едачи

index -номерзавершеннойоперацииобменавыходной(

араметр)

flag -признакзавершенностиоперацииобменавыходной( пар

аметр)

status -параметрысообщениявыходной(

аметр)

Есликмоментувызоваподпрхотябыоднизгропераммы

ацийобмена

завершилась,топараметре

flagвозврзнащаетсячение

1,

indexсодержит

номерсоответствующегоэлементамассиве

requests,а

status -параметры

сообщения.

Параметры:

incount -чидентификаторовсло

requests -массивидентификаторасинхронногоприемаилипер в

едачи

outcount -чидентификаторовслозавершившоперацийобменахся

(выходнойп

араметр)

indexes -массивномеровза ершившихс

яоперацииобменавыходной(

параметр)

statuses -парзамвеоперацийршивштрывыходной( пархся

аметр)

Даннаяподпрогрработтакже, иакетмма

MPI_TestSome,за

исключениемтого,чтов происходзвратнемедленно.Еслниоднаизт

ачение outcountбудетравнонулю.

указаоперацийнзаных

вершилась,тозн

Параметры:

source -номерпроцесса

-отправителяили

MPI_ANY_SOURCE

msgtag -идентификатожидаемогосообщенияили р

MPI_ANY_TAG

comm -идентификаторгруппы

flag -признакзавершенностиоперацииобменавыходной( пар

аметр)

status -параметрыобнаруженсообщениявыхо( ого

днойпараметр)

Получениеинформациипоступленииструктуреожида мого

flagвозвращаетзначение

1,если

сообезщенлокировки.В я

параметре

сообщениесподходящимиатрибутамиужеможетбытьпрвэтом(нято

MPI_Probe),изначение

0,если

случаееедействиеполаностьюалогично

сообщенияуказаннымиатрибутамиещенет.

Объединениезапросовнавзаимод

ействие

Процедурыданнгруппыйзволяютснизитьнакладныерасходы,

возникающиерамкаходногопроцессораприбработкеприема/передачи

24

перемещениинеобходиинформеждупроцессомациисетевымй

контролле.Несколькозапроснаи/илиомпередачемв

умогут

объединятьсявместедлятого,чтобыдалееихможнобылзапустить

однойкоманд.Сприемасойобщенияникакнезависитотспособаего

по:сооылки

бщение,отправленноеспомощьюобъединениязапросовлибо

обычнымсп

особ,мобытьжетмприняток

акобычнымспособом,таки

помощьюобъединениязапр

осов.

int MPI_Send_Init( void *buf, int count,

MPI_Datatype datatype, int dest, int msgtag,

Параметры:

MPI_Comm comm, MPI_Request *request);

buf -адресначалабуферапосообщылки

ения

count -число передаваемыхэлементовсообщ

ении

datatype -типпередаваемыхэлементов

dest -номерпроцесса

-получателя

msgtag -идентификаторсообщения

comm -идентификаторгруппы

request -идентасификаторпенхвыходной(едачионнойпа

аметр)

Формизапрование

осанвыпересылкиолнениеданных.Все

параметрыточнотажекак, иуподпрограммы

MPI_ISend,однаков

отличиенееп рненачинсылкадовызовапоется

дпрограммы

MPI_StartAll.

int MPI_Recv_Init( void *buf, int count,

MPI_Datatype datatype, int source,

int msgtag, MPI_Comm comm,

Параметры:

MPI_Request *request);

buf -адресначалабуфераприемасообщениявыходной( п

араметр)

count -числопринимаемыхэлементовсообщ

ении

datatype -типпринимаемыхэлементов

source -номерпроцесса

-отправителя

msgtag -идентификаторсообщения

comm -иде нтификаторгруппы

request -идентасификатнхронногоприемавых( па)днаметрй

Формизапнавыроприемавсолнданние.Всеныхиераметры

MPI_IReceive,однаковотл

точнотажекак, иуподпрограммые

ичиеотнее

реальныйприемненачинаетсядовызоваподпрограммы

MPI_StartAll.

count -числозапросовнавзаимоде

йствие

requests -массивидентификатприема/передачивыходной( ) ров

Запусквс

ехотложенныхвзаимодействий,ассоциированныхвызовами

подпрограмм MPI_Send_Initи

MPI_Recv_Initсэлемассиваентамизапросов

requests.Всевзаимодействзапускаютсярежимебезблокировки, х

завершениеможнопредобычнымобразомлитьспомощьюпроц

едур

MPI_Waitи MPI_Test.

Совмещенныеприем/передачасообщ ний

Некоторыенспритрукциимо

-передапримочастоеень.няютсяй

Например,обменданссоседямиымипогруппев(группечетноеколичество

ветвей!):

Ситуациянастолькораспро,чтовMPIспециальтраненная

новведены

двефункции,осуществляющиеодновремепосылкуданхнноых

- MPI_Sendrecv.

приемдругих.Перваяизних

MPI_Datatype rtype, int source, MPI_DAtatype

Параметры:

rtag, MPI_Comm comm, MPI_Status *status)

sbuf -адресначалабуферапосооылки

бщения

scount -числопередаваемыхэлементовсообщ

ении

stype -типпередаваемыхэлементов

dest -номерпроцесса

-получателя

stag -идентификат орпосылаемогосообщ

ения

rbuf -адресначалабуфераприемасообщениявыходной( п

араметр)

rcount -числопринимаемыхэлементовсообщ

ения

rtype -типпринимаемыхэлементов

source -номерпроцесса

-отправителя

rtag -идентифпринсооикатормаемого

бщения

comm -идентификаторгруппы

status -параметрыпринятогосообщенияв( пархдной

аметр)

Даннаяоперацияобъв динзапосылкуяетросемиприем

сообщеПринимающий. отправлпроцессымогутявлятьсяющийодним

MPI_Sendrecv,

итемжепроцессом.Соотправлен, бщение

ноперацией

можетбытьпринятообычнымобраз,точнотакжемперация

MPI_Sendrecvможетпринясообщение, тьправлобычнойопенноерацией

MPI_Send.Буфераприемапосылкиобязателдолжныбытразлиьно

чными.

Следуетучесть,чтоиприем,

ипередачаиспользуютодинтотже

MPI_Sendrecvвыбирает

коммунпорядок; прикаторередачиданныхма

автомат,прэтомгарантируетсячески,чтоавтоматическийвыборне

приведеткдедлокувзаимной( блокировкеразличныхпроц

ссов).

Другаяфункция

MPI_Sendrecv_replace помимообщегокоммуникатора

используетещеобщийдляприема

count

-передачибуфер.Неоченьудобното,

чтопараметр

получаетдвойноетолкование:этоколич ство

отпрда,ипредельнаявлянныхемвходнкостьыхбуфера.Покгозания

применению:

 принимаемыеданндолжныбытьзаведдлиннееотправляемыхмо

 принимаемыеотпрд должнвляиметьенныеодины

аковыйтип;

 отпрдазативляемыенныепринимаемымиаются.

MPI_Sendrecv_replaceтакжегаранвызыетированно

аетдедлока.

Чтотако

едедл?Этвзаимнаяоблокировкапроцессовпри

использованииразделяемых

есурсов.

Вариант1:

--

-- Процесс2

--

-- Процесс1

изпроцессаRecv(2 )изпроцесса1 Recv()

впроцессSend(2 )впроцесс1 ) Send(

Вариант1

вызоветдедлок,какойбыинструментарийнеиспользовался:

функцияприневеуправлениярнетмадотехпор,поканеполучитданные;

27

-- Процесс1

--

-- Процесс2

--

впроцессSend(2 )впроцесс1 ) Send(

изпроцессаRecv(2 )изпроцесса1 Recv()

Вариантзаблокир2 процесвтомсл,усфункцияетчаелиыпередачи

возвращаетуправлениетолькопосл

етого,какданныепопалив

пользовательскийбуфернаприемнстороне.Сквсего,имреетакинно

возьметсяреализовыватьперчразделяемуюдачурезпамять/семафоры

программист-проблемщик.

Однакоприисп льзовзависаMPIвовторомварнинеияанте

произойдет.

MPI_Send,еслинаприемнойстороненетготовности(вызван

MPI_Recv),станетеедожидаться,положитданныевовременныйбуфер

MPI_Recvбудетвызван,

ивернетуправлпрограммен медлние.Когданно

данонполучитнеыеизпользовательскогобу

феранапрямую,из

промежуточногосистемного.Буферизация

–делогр ,инемоздкоевсегда

сильноэк

ономитвремяособенно( наSMP

-машинах),затоповышает

надежн:делаетпрболееграммустьусто

йчивойкошибкампрограммиста.

MPI_Sendrecvи MPI_Sendrecv_replaceтакжеделаютпрограммуболее

устойчивой:ихиспользованиемпрограммистлишаетсявозможности

перепутатьварианты12.

ЗачемMPIзнатьтиппередаваемыхданных?

Стандартныефункциипересылданныхпреобходятсякрасноибез

подобнойинформации

–имтр

ебуетсязнатьтолькоразмервбайтах.Вместо

одноготакогоаргументафункцииMPIполучаютдва:количествоэлементов

MPI_INT,и

некоторисимволическийпаописгоукатипательзанного(

т.д.см,.табл. Причин1)тому. нескол

ько:

располагаютсявпамятинеп,разрывамиерывно,илинаоборот,с

перехлестом.Переменнаятакоготипахарактеризуетсянетолько

размером,иэтихарактерисMPIхранивоп сателеики

ипа.

например: плавающуюарифметикусущеразных3ствуетандарта

charвте

Windows

(IEEE,типIBM, Cray);

рминальныхприложениях

представленальтернатикодироГОСТ,в вкной

Unix -кодировкой

KOI-8rвмногоб; числахнапроцессорахйтовыхфирмы

intelмладший

байтзан

имаетмладрес,навсехшийо тальных

–наоборот.Если

приложениерабовгетаетеро

геннойсети,черезсетьзадачи

28

обмениваютсяданныфорXDRате (eXternal Data Representation),

принятомвInternetПередотправкойипосле.приемаданныхзадача

конвертируетих/изформаXDRЕс ,приеса.этомMPIвеннодолжен

знатьнепростоколичеств

опередаваемыхбайт,ноитипсоде

ржимого.

получивадресперемен,должизвлечьнееадресойтек та

копироватьсамтекст.Этопроиз,еслив оаргументайдетле

-

опитипасателятоитMPIОшибкаCHARACTERвуказаниитипа

.

приведет: о

тправке –кко

пированиюслужебныхданныхвместо

текста,приеме

–кзаписитекстанаместослужебныхданных.Ито,

идругприводитк ешибкамвременивыпо

лнения.

4. ТакиечастоиспользуемыевСтипыданных,какструкт,могутры

содержатьвсебенекотороепустпростр

анс,чтобывсевопля

переменнойтакоготипаразмещалисьпоадресам,кратнымнекоторому

четномучислучасто( 2,или8)4

–этоускообркнимяетащение.

Причинытомучистоаппаратные.Выравниванда астраныхивается

ключамикомпилятора.Разныезадачи

однтогои приложения,

выполняющиесянаоднойтойжемашинедаже(наодномтомже

процессотроены),могутбытьпос азнымвыравниванием,типыс

одинаковымтекстовымописаниембудутиметьразндвоичное

представление. будетMPIвынужденпоза

ботитьсяправильном

преобразов.На, еременныеримертакоготипаниимогутз нимать9

или16байт:

typedef struct { char

c;

d;

double

} CharDouble;

Таблица1Предопред. константытипаэлесообщмленныетов

ений

КонстантыMPI

ТипвC

MPI_BYTE

MPI_CHAR

signed char

MPI_SHORT

signed int

MPI_INT

signed int

MPI_LONG

signed long int

MPI_UNSIGNED_CHAR

unsigned char

MPI_UNSIGNED_SHORT

unsigned int

MPI_UNSIGNED

unsigned int

MPI_UNSIGNED_LONG

unsigned long int

MPI_FLOAT

float

29

MPI_DOUBLE

double

MPI_LONG_DOUBLE

long double

MPI_BYTE –этоосописательбыйтипа;которыйнеописываеттип

данныхдляконкретногоязыкапрограммирвС(ближевсегк ования

unsigned char)Использование.

MPI_BYTEознача,чтос детржимое

соответствующегомассива

недолжно

подвергаться никаким

преобразованиям -инаприе

мной,инапередающсторонемассивбудетй

иметьоднутужедлинуодинаковое

двоичное представление.

Коллективныефункции

Подтерминомколле"

ктивные" MPIподразумеваютсятригруппы

функций:

областисвязикоммуникато(

р)Вызов. коллективнойфункцииявляется

корректным,толькоеслипр изведенвсехпроцессов

-абонентов

соответствующейобластисвязи,именноэтимко муникаторомкачестве

аргументахотядл(однойобластисвязиможимнесколькоеться

коммуникаторов,

подставлятьихвместодруганельзя)В.этоми

заключаетсяколлективность:либофункциявызываетсявсемколлективом

процессов,либоник;третьегонедм

ано.

Еслитребуетсяограничиобластьдейсколлективнойьвияфункции

толькочастьюприсоединенныхк

коммузадач,илниаобороткатору

-

расширитьобластьдействия,тонеобходимосоздатьвременную

группу/областьсвязи/коммуникаторнабазесущес

твующих.

Блокируетработупроцессов,вызвавшихданнуюпроц,дотехпор,дуру

commтакженевыполнятэту

покавсеоставшиесяпроцессыгрупп

процедуру.

MPI_Barrierинструкции

Гарантирует,чтоквыполнениюследующейза

кажзаприступитдаячаодновреме

ннос стальными.

ЭтоединственнаяMPIфункци,вызогарантированноторойвами

синхрввременионизируетсявыполнениеразличныхпроцессов.Некоторые

другиеколлективныефункциизависиотреализациимостигутбладать

,

30