请帮我修改这段代码的内存访问错误:#include <mpi.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> int main(){ int rank, size; double starttime, endtime;//时间戳 int send_size=125;//125,1250,12500对应1kb、10kb、100kb信息 MPI_Init(0, 0); MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size); if (rank == 0) { // 初始化烫手山芋 char potato; potato=(char)malloc(send_sizesizeof(char));//分配内存空间 for(int i=0;i<send_size;i++){ potato[i]='a'; } // 发送烫手山芋给进程1 starttime = MPI_Wtime(); MPI_Send(&potato, send_size, MPI_CHAR, 1, 0, MPI_COMM_WORLD); printf("%f时,进程%d将烫手山芋发送给进程%d\n",starttime, rank, rank + 1); // 接收烫手山芋从最后一个进程 MPI_Recv(&potato, send_size, MPI_CHAR, size - 1, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE); endtime=MPI_Wtime(); printf("%f时,进程%d从进程%d接收到烫手山芋\n", endtime,rank, size - 1); free(potato); } else { // 接收烫手山芋从上一个进程 char potato; potato=(char)malloc(send_sizesizeof(char));//分配内存空间 MPI_Recv(&potato, send_size, MPI_CHAR, rank - 1, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE); endtime=MPI_Wtime(); printf("%f时,进程%d从进程%d接收到烫手山芋\n", endtime,rank, rank - 1); // 传递烫手山芋到下一个进程 starttime = MPI_Wtime(); MPI_Send(&potato, send_size, MPI_CHAR, (rank + 1) % size, 0, MPI_COMM_WORLD); printf("%f时,进程%d将烫手山芋传递给进程%d\n",starttime, rank, (rank + 1) % size); free(potato); } MPI_Finalize(); }

时间: 2024-03-21 10:40:30 浏览: 23
在这段代码中,存在内存访问错误,需要进行修改: 1. 在主进程中,变量`potato`的类型应该为`char*`,而不是`char`。因为`potato`需要分配内存空间,而`char`类型只能存储一个字符。修改为`char* potato;`。 2. 在分配内存空间时,应该使用`send_size`而不是`send_sizesizeof(char)`。因为`send_size`已经是字节数,不需要再使用`sizeof(char)`计算大小。修改为`potato = (char*)malloc(send_size);`。 3. 在发送和接收数据时,应该传递`potato`指针,而不是`&potato`。因为`potato`本身就是一个指针,不需要再取地址。修改为`MPI_Send(potato, send_size, MPI_CHAR, 1, 0, MPI_COMM_WORLD);`和`MPI_Recv(potato, send_size, MPI_CHAR, size - 1, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE);`。 4. 在接收完数据后,应该释放内存空间。修改为`free(potato);`。 修改后的代码如下: ``` #include <mpi.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> int main(){ int rank, size; double starttime, endtime;//时间戳 int send_size=125;//125,1250,12500对应1kb、10kb、100kb信息 MPI_Init(0, 0); MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size); if (rank == 0) { // 初始化烫手山芋 char* potato; potato = (char*)malloc(send_size); for(int i=0;i<send_size;i++){ potato[i]='a'; } // 发送烫手山芋给进程1 starttime = MPI_Wtime(); MPI_Send(potato, send_size, MPI_CHAR, 1, 0, MPI_COMM_WORLD); printf("%f时,进程%d将烫手山芋发送给进程%d\n",starttime, rank, rank + 1); // 接收烫手山芋从最后一个进程 MPI_Recv(potato, send_size, MPI_CHAR, size - 1, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE); endtime=MPI_Wtime(); printf("%f时,进程%d从进程%d接收到烫手山芋\n", endtime,rank, size - 1); free(potato); } else { // 接收烫手山芋从上一个进程 char* potato; potato = (char*)malloc(send_size); MPI_Recv(potato, send_size, MPI_CHAR, rank - 1, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE); endtime=MPI_Wtime(); printf("%f时,进程%d从进程%d接收到烫手山芋\n", endtime,rank, rank - 1); // 传递烫手山芋到下一个进程 starttime = MPI_Wtime(); MPI_Send(potato, send_size, MPI_CHAR, (rank + 1) % size, 0, MPI_COMM_WORLD); printf("%f时,进程%d将烫手山芋传递给进程%d\n",starttime, rank, (rank + 1) % size); free(potato); } MPI_Finalize(); } ```

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使以下程序减小占用内存,并能准确显示结果:#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <mpi.h> #define N 6 int main(int argc, char** argv) { int rank, size; int A[N][N], B[N][N], C[N][N], sub_A[N / N][N], sub_B[N / N][N], sub_C[N / N][N]; int i, j, k, l, m, n; MPI_Status status; MPI_Init(&argc, &argv); MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size); if (N % size != 0) { if (rank == 0) { printf("Matrix size should be multiple of number of processes\n"); } MPI_Finalize(); return 0; } if (rank == 0) { for (i = 0; i < N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { A[i][j] = i * j; B[i][j] = i + j; } } } MPI_Scatter(A, N * N / size, MPI_INT, sub_A, N * N / size, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD); MPI_Scatter(B, N * N / size, MPI_INT, sub_B, N * N / size, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD); for (i = 0; i < N / N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { sub_C[i][j] = 0; } } for (i = 0; i < N / N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { for (k = 0; k < N / N; k++) { sub_C[i][j] += sub_A[i][k] * sub_B[k][j]; } } } MPI_Gather(sub_C, N * N / size, MPI_INT, C, N * N / size, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD); if (rank == 0) { for (i = 0; i < N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { for (k = 0; k < size; k++) { for (l = 0; l < N / N; l++) { m = i % (N / N) + l * (N / N); n = j + k * N / N; sub_C[l][j] = C[m][n]; } } for (k = 0; k < N / N; k++) { for (l = 0; l < size; l++) { C[i][j] += sub_C[k][j + l * N / N]; } } } } } if (rank == 0) { for (i = 0; i < N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { printf("%d ", C[i][j]); } printf("\n"); } } MPI_Finalize(); return 0; }

改进此程序,并作详细注解:#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <mpi.h> #define N 6 int main(int argc, char** argv) { int rank, size; int A[N][N], B[N][N], C[N][N], sub_A[N / N][N], sub_B[N / N][N], sub_C[N / N][N]; int i, j, k, l, m, n; MPI_Status status; MPI_Init(&argc, &argv); MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size); if (N % size != 0) { if (rank == 0) { printf("Matrix size should be multiple of number of processes\n"); } MPI_Finalize(); return 0; } // Initialize matrices A and B if (rank == 0) { for (i = 0; i < N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { A[i][j] = i * j; B[i][j] = i + j; } } } // Scatter matrix A and B to all processes MPI_Scatter(A, N * N / size, MPI_INT, sub_A, N * N / size, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD); MPI_Scatter(B, N * N / size, MPI_INT, sub_B, N * N / size, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD); // Initialize sub_C matrix to 0 for (i = 0; i < N / N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { sub_C[i][j] = 0; } } // Perform multiplication on sub matrices for (i = 0; i < N / N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { for (k = 0; k < N / N; k++) { sub_C[i][j] += sub_A[i][k] * sub_B[k][j]; } } } // Gather sub matrices to process 0 MPI_Gather(sub_C, N * N / size, MPI_INT, C, N * N / size, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD); // Perform reduction on matrix C if (rank == 0) { for (i = 0; i < N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { for (k = 0; k < size; k++) { for (l = 0; l < N / N; l++) { m = i % (N / N) + l * (N / N); n = j + k * N / N; sub_C[l][j] = C[m][n]; } } for (k = 0; k < N / N; k++) { for (l = 0; l < size; l++) { C[i][j] += sub_C[k][j + l * N / N]; } } } } } // Output matrix C if (rank == 0) { for (i = 0; i < N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { printf("%d ", C[i][j]); } printf("\n"); } } MPI_Finalize(); return 0; }

改进以下代码:#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <mpi.h> #define N 4000 #define TAG 0 void merge(int arr[], int l, int m, int r) { int i, j, k; int n1 = m - l + 1; int n2 = r - m; int L[4000], R[4000]; for (i = 0; i < n1; i++) L[i] = arr[l + i]; for (j = 0; j < n2; j++) R[j] = arr[m + 1 + j]; i = 0; j = 0; k = l; while (i < n1 && j < n2) { if (L[i] <= R[j]) { arr[k] = L[i]; i++; } else { arr[k] = R[j]; j++; } k++; } while (i < n1) { arr[k] = L[i]; i++; k++; } while (j < n2) { arr[k] = R[j]; j++; k++; } } void mergeSort(int arr[], int l, int r) { if (l < r) { int m = l + (r - l) / 2; mergeSort(arr, l, m); mergeSort(arr, m + 1, r); merge(arr, l, m, r); } } int main(int argc, char** argv) { int rank, size; int i, j, k; int A[N], B[N]; int block_size, start, end; double start_time, end_time; MPI_Status status; MPI_Init(&argc, &argv); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size); MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank); block_size = N / size; start = rank * block_size; end = start + block_size - 1; if (rank == size - 1) { end = N - 1; } if (rank == 0) { printf("Generating random array...\n"); for (i = 0; i < N; i++) { A[i] = rand() % 100000; } printf("Sorting array...\n"); } MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD); start_time = MPI_Wtime(); MPI_Scatter(A, block_size, MPI_INT, &B[start], block_size, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD); mergeSort(B, start, end); for (i = 0; i < size; i++) { if (rank == i) { MPI_Send(&B[start], block_size, MPI_INT, (rank + 1) % size, TAG, MPI_COMM_WORLD); } else if (rank == (i + 1) % size) { MPI_Recv(&B[start], block_size, MPI_INT, i, TAG, MPI_COMM_WORLD, &status); } } MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD); end_time = MPI_Wtime(); if (rank == 0) { printf("Writing result to file...\n"); FILE* fp; errno_t err; err = fopen_s(&fp, "sorted_array.txt", "w"); for (i = 0; i < N; i++) { fprintf(fp, "%d\n", B[i]); } fclose(fp); printf("Done!\n"); printf("Time used: %.6f seconds\n", end_time - start_time); } MPI_Finalize(); return 0; }

给以下代码添加注释:#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <mpi.h> #define N 4000 #define TAG 0 void merge(int arr[], int l, int m, int r) { int i, j, k; int n1 = m - l + 1; int n2 = r - m; int L[4000], R[4000]; for (i = 0; i < n1; i++) L[i] = arr[l + i]; for (j = 0; j < n2; j++) R[j] = arr[m + 1 + j]; i = 0; j = 0; k = l; while (i < n1 && j < n2) { if (L[i] <= R[j]) { arr[k] = L[i]; i++; } else { arr[k] = R[j]; j++; } k++; } while (i < n1) { arr[k] = L[i]; i++; k++; } while (j < n2) { arr[k] = R[j]; j++; k++; } } void mergeSort(int arr[], int l, int r) { if (l < r) { int m = l + (r - l) / 2; mergeSort(arr, l, m); mergeSort(arr, m + 1, r); merge(arr, l, m, r); } } int main(int argc, char** argv) { int rank, size; int i, j, k; int A[N], B[N]; int block_size, start, end; double start_time, end_time; MPI_Status status; MPI_Init(&argc, &argv); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size); MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank); block_size = N / size; start = rank * block_size; end = start + block_size - 1; if (rank == size - 1) { end = N - 1; } if (rank == 0) { printf("Generating random array...\n"); for (i = 0; i < N; i++) { A[i] = rand() % 100000; } printf("Sorting array...\n"); } MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD); start_time = MPI_Wtime(); MPI_Scatter(A, block_size, MPI_INT, &B[start], block_size, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD); mergeSort(B, start, end); for (i = 0; i < size; i++) { if (rank == i) { MPI_Send(&B[start], block_size, MPI_INT, (rank + 1) % size, TAG, MPI_COMM_WORLD); } else if (rank == (i + 1) % size) { MPI_Recv(&B[start], block_size, MPI_INT, i, TAG, MPI_COMM_WORLD, &status); } } MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD); end_time = MPI_Wtime(); if (rank == 0) { printf("Writing result to file...\n"); FILE* fp; errno_t err; err = fopen_s(&fp, "sorted_array.txt", "w"); for (i = 0; i < N; i++) { fprintf(fp, "%d\n", B[i]); } fclose(fp); printf("Done!\n"); printf("Time used: %.6f seconds\n", end_time - start_time); } MPI_Finalize(); return 0; }

请优化(不是并行化,而是从cache、函数调用开销、编译等方面优化)下面的串行程序,测试每个优化措施的效果。用Linux环境,编译器不限(gcc,icc等都可以)。以报告形式上传。 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define M 1500 #define NM 2000 #define N 2500 void generate_matrix(double *A, long m, long n) {     long i, j;     for (i=0; i<m; i++)         for (j=0; j<n; j++) {             A[i*n + j] = rand()/(RAND_MAX+1.0); //0 - 1             A[i*n + j] = 2*A[i*n + j] - 1;  //-1 - +1         } } double handle_data(double data) {     return sqrt(fabs(data)); } void handle_matrix(double *A, double *B, double *C, long m, long nm, long n) {     long i, j, k;     double s;     for (i=0; i<m; i++) {         for (j=0; j<n; j++) {             s = 0;             for (k=0; k<nm; k++)                 s += A[i*nm + k] * B[k*n + j];             C[i*n + j] = handle_data(s);         }     } } double sum_matrix(double *A, long m, long n) {     long i, j;     double s = 0;     for (i=0; i<m; i++)          for (j=0; j<n; j++)              s += A[i*n + j];     return s; } int main() {     double *A = (double *)malloc(M * NM * sizeof(double));     double *B = (double *)malloc(NM * N * sizeof(double));     double *C = (double *)malloc(M * N * sizeof(double));          generate_matrix(A, M, NM);     generate_matrix(B, NM, N);          struct timeval begin_time, end_time;     double run_time_ms;     gettimeofday(&begin_time);     handle_matrix(A, B, C, M, NM, N);     gettimeofday(&end_time);     run_time_ms =         (end_time.tv_sec - begin_time.tv_sec)*1000 +         (end_time.tv_usec - begin_time.tv_usec)*1.0/1000;     printf("run_time = %lfms\n", run_time_ms);     printf("Sum = %.4f\n", sum_matrix(C, M, N));          free(A);     free(B);     free(C);     return 0; }

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