并行编程：如何应用 'MPI_Gather' 或 'MPI_Scatter' 而不是 'MPI_send' 和 'MPI_Recv'

Question

这是我计算素数的代码，我只想在这些进程之间使用集体通信。但是，当我使用“MPI_Scatter”和“MPI_Gather”而不是 MPI_Recv 和 MPI_Isend 更改代码时出现错误。我应该为它改变什么？

这是我的原始代码：

MPI_Request req;
MPI_Status status;
MPI_Init(&argc,&argv);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &p);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &my_rank);

if( my_rank == 0){
    printf("Input(50-1000) : ");
    fflush(stdout);
    scanf("%d",&w);
    for(i=0; i<w; i++) data[i] = i+1;
}

MPI_Bcast(&w, 1, MPI_INT,0,MPI_COMM_WORLD);
MPI_Bcast(data, w, MPI_INT,0,MPI_COMM_WORLD);

if( my_rank != 0){
    x = w/(p-1);
    low = (my_rank-1)*x;
    high = low+x-1;
    for(num = data[low]; num <= data[high];num++){
        result = 0;
        t=1;
        while(num>=t){
                if(num%t==0)
                result = result +1;
            t += 1;
        }
        if(result==2) i += 1;
    }
    MPI_Isend(&i,1,MPI_INT,0,0,MPI_COMM_WORLD,&req);
}

if(my_rank == 0){
    int j = 0;
    for( j = 1; j < p; j++){
        MPI_Recv(&i,1,MPI_DOUBLE,MPI_ANY_SOURCE,0,MPI_COMM_WORLD,&status);
    printf("Process %d : There are %d prime numbers\n",status.MPI_SOURCE,i );
    }
}
MPI_Finalize();

}

输出是：

Input(50-1000) : 50
Process 1 : There are 5 prime numbers
Process 2 : There are 4 prime numbers
Process 3 : There are 2 prime numbers
Process 4 : There are 4 prime numbers

这是我更改代码的部分：

if( my_rank != 0){
        x = w/(p-1);
        low = (my_rank-1)*x;
        high = low+x-1;
        for(num = data_send[low]; num <= data[high];num++){
            result = 0;
            t=1;
            while(num>=t){
                if(num%t==0)
                    result = result +1;
                    t += 1;
                }
            if(result==2) i += 1;
     }
 MPI_Scatter(data_send,1,MPI_INT,data_recv,1,MPI_INT,0,MPI_COMM_WORLD);
    }

Answer 1

这里是你如何使用MPI_Gather()

int * results;
if( my_rank != 0){
    x = w/(p-1);
    low = (my_rank-1)*x;
    high = low+x-1;
    for(num = data[low]; num <= data[high];num++){
        result = 0;
        t=1;
        while(num>=t){
                if(num%t==0)
                result = result +1;
            t += 1;
        }
        if(result==2) i += 1;
    }
} else {
    results = (int *)malloc(p * sizeof(int));
}

MPI_Gather(&i, 1, MPI_INT, results, 1, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);

if(my_rank == 0){
    int j = 0;
    for( j = 1; j < p; j++){
        printf("Process %d : There are %d prime numbers\n",j, results[j]);
    }
    free(results);
}

请注意，您可以安排此算法以便也对 0 级进行计算，因此使用 p MPI 任务而不是 p-1

Answer 2

MPI_Scatter是集体操作，需要所有等级调用。 MPI_Gather 也是如此。

这意味着：MPI_Scatter 调用应该移到代码中的 if 块之外（MPI_Gather 类似）。

你可以找到一个例子here。