MatsuLab. Lecture Note/sougouenshu2006

TSUBAMEを使って並列プログラミングをしよう †

担当：滝澤<takizawa@matsulab.is.titech.ac.jp>
時間：月　13:20 - 15:00　　木　15:00 - 16:30

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目次 †

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スケジュール †

進捗によって変わると思います。

「予備日」は研究室に来なくてもよい。担当TAは研究室に在室するので質問等あったら訪ねてください。また、この日に実習室で課題を解くのであれば、必要ならサポートに行きます。

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講義内容 †

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Cの基礎課題 †

行列とベクトルの掛け算を行うプログラムを書きなさい。行列のサイズ、ベクトルのサイズはプログラムの引数から取得し、実行時に必要なメモリを確保すること。 また、行列、ベクトルの要素を生成するときに、乱数を用いてランダムな値で初期化するために、プログラムの引数には乱数のシードも取ること。

例えば、以下のように3つの引数を取ればよい。

$ ./serial 乱数シード 行列の行数 行列の列数（ベクトルの要素数）

行列、ベクトルの要素の生成ルーチンをまとめたライブラリのソースを松岡研PCクラスタ上の次の場所に置いた。

/home/takizawa/array_gen.h
/home/takizawa/array_gen.c

このファイル内には以下の1つの関数が用意されている。

以下のように使うこと。

#include "array_gen.h"

int seed, *matrix, matrix_len;
・・・
array_gen_init(seed);
matrix = (int *)malloc(・・・);
create_random_array(matrix, matrix_len);
・・・
free(matrix);

メインプログラムを「serial.c」とした場合、次のようにコンパイルすれば、実行ファイル「serial」が出来上がる。

$ gcc -c array_gen.c
$ gcc -c -Wall serial.c
$ gcc -o serial serial.o array_gen.o
$ rm serial.o array_gen.o      <- 必要ないなら削除してかまわない

ヒント＆注意

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MPIの基礎課題 †

「Cの基礎課題」のプログラムをMPIを使って並列化する。 このとき、行列の分割は、「全てのプロセスが同じ数の要素を処理する」ように分割するのでかまわない。 すなわち、16x16行列が与えられ、2プロセスで計算する場合には、各プロセスは行列中の8x16個の要素の計算を行う。4プロセスで計算する場合には4x16個、8プロセスで計算する場合には2x16個の要素を計算する。

この場合、行列の要素数は使用プロセス数で割り切れる必要がある。 余裕があれば、任意のプロセス数で処理できるようにプログラムを修正すること（自由）。

メインプログラムを「mpi.c」とした場合、次のようにコンパイルすれば、実行ファイル「mpi」が出来上がる。

$ gcc -c array_gen.c
$ mpicc -c -Wall mpi.c
$ mpicc -o mpi mpi.o array_gen.o
$ rm mpi.o array_gen.o      <- 必要ないなら削除してかまわない

以下のように実行できるようにすること。

$ mpirun -np 4 -machinefile machines -nolocal ./mpi 乱数シード 行列の行数 行列の列数

ヒント＆注意

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スパコンコンテスト課題 †

課題（PDF）

課題を解くために必要なファイルをPrestoIIIの以下の場所に置いた。 各自cpコマンドを用いて自分のホームディレクトリにコピーすること。

/home/takizawa/sougouenshu/

このディレクトリには以下のファイルが置かれている。

progrule.htmlとslide.pptはPrestoIII上では閲覧できない。 scpコマンドを用いてコピーすること（下記のコマンドをMAC上で実行）。

$ scp eugs0X@nimbus.titech.hpcc.jp:/home/takizawa/sougouenshu/FILE_NAME .

ヒント＆注意

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課題の進め方 †

その1

その2

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松岡研PCクラスタ PrestoIII の使い方 †

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TSUBAMEの使い方 †

あとで

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参考文献（URL) †

  1. MPIによる並列プログラミングの基礎(PDF)
  2. MPI-1.1 Document(PDF)
  3. MPI Routines
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