Міністерство Освіти, Науки, Молоді та Спорту України Національний університет «Львівська політехніка» Кафедра ЕОМ
КУРСОВА РОБОТА з дисципліни: «Паралельні та розподілені обчислення» на тему: «Паралельне виконання операцій множення матриць»  Львів – 2013 Завдання Розробити програму перемноження двох матриць даних між 8-ми процесорною системою. Виконати докладний опис схеми пересилання даних між процесорами, виконати короткий опис кожного етапу пересилання, виконати розрахункові обчислення що до затримок при завантаженні, вивантаженні та множення матриць процесором. Матриця А(розмірністю n1*n2) на матрицю В (розмірністю n2*n3). Вибір індивідуального завдання Таблиця 1. Варіанти завдань до курсової роботи Розміри матриць Тип початкового завантаження даних Співвідношення часових параметрів  n1 n2 n3    70 192 149 1 tU = 10tS = 3tP =1tZ =5tW   Примітки: 1 – завантаження початкових через спільну пам'ять ; tU – час виконання однієї операції множення; tS – час виконання однієї операції сумування; tP – час виконання однієї операції пересилання даних між процесорами; tZ – час виконання операції завантаження одних даних; tW – час виконання операції вивантаження одних даних. № залікової книжки : 0909204 type =
= (0+9+0+9+2+0+4)mod 3 +1=3 – спільна пам'ять. А=(70 х 192) B=(192 x 149) Таблиця 2 - Порядкові номери Згідно з таблицею декодування літер розмірностей: АГДЦМУКО А = 1B = 0001 1011 Г = 4A = 0100 1010 Д = D = 0000 1101 Ц = C9 = 1100 1001 М = 2B = 0010 1011 У = A4 = 1010 0100 К = 2F = 0010 1111 О = FA = 1111 1010 Відношення часових затримок при обрахунках: tU = 10tS = 3tP =1tZ = 5tW tU = tz  tP = 1/3tz ts = 1/10 tz tW = 1/5 tz Таблиця 3 – матриця зв’язків 1 2 3 4 5 6 7 8  1 0 0 0 1 1 0 1 1  2 0 0 0 0 1 0 1 0  3 0 0 0 0 1 1 0 1  4 1 1 0 0 1 0 0 1  5 0 0 1 0 0 0 1 1  6 1 0 1 0 0 0 0 0  7 0 0 1 0 1 1 0 1  8 1 1 1 1 1 0 1 0   Таблиця 4 – Результат розбиття на підматриці A B A1 8  A2 8  A3 9  A4 9  A5 9  A6 9  A7 9  A8 9  B1 18 B2 18 B3 18 B4 19 B5 19 B6 19 B7 19 B8 19   Анотація В даній курсовій роботі розроблено програму паралельного перемноження на 8 процесорах двох матриць з завантаженням даних з спільної пам’яті. Вхідні матриці мають розмірності 70*192 та 192*149. Виконаний докладний опис опрацювання даних, а також опис пересилання даних між процесорами. Здійснений розрахунок часових характеристик роботи структури. Проведено також порівняння ефективності даного паралельного алгоритму перемноження матриць з послідовним алгоритмом. Здійснена програмна реалізація даної структури. Програма написана на мові С++ з використання технології МРІ і має консольний інтерфейс. Зміст Вступ 7 1. Теоретична розділ 8 1.1 Матричні обчислення 8 1.2 Інтерфейс передачі повідомлень 8 2. Розробка граф-схеми виконання множення матриць 11 2.1 Орієнтований граф 8-ми процесорної системи 11 2.2 Пересилання даних по колу 11 2.3 Граф-схема виконання алгоритму множення двох матриць 13 3. Розробка функціональної схеми 14 4. Розрахунковий розділ 16 5. Розробка програми 18 Висновок. 20 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ. 21 Додаток. 22 Лістинг програми. 22 Вступ Для розв’язання багатьох задач (прогноз погоди, задачі гідро- і газодинаміки, квантової хімії, астрономії, спектроскопії, біології, ядерної фізики) необхідна висока продуктивність та висока швидкість передачі інформації по каналах зв’язку, великі об’єми оперативної і постійної пам’яті, які не можуть забезпечити типові обчислювальні засоби. Одним з шляхів забезпечення таких вимог є організація паралельних обчислень і відповідних технічних засобів їх реалізації. Причому, ефективність паралельної обробки залежить як від продуктивності комп’ютерів, так і від розмірів і структур...