"超算原理与操作实验报告：nbody与tsp问题串行和并行实现"

本次实验要求根据课件中提供的信息，在nbody问题或者tsp问题中选择一个进行实现。对于nbody问题，输入文件为nbody.txt，每一行代表一个天体，包括质量、坐标和速度等信息，要求输出在经过20轮迭代后的结果。其中，相关参数设置包括dT=0.005，G=1，迭代次数为20。而对于tsp问题，大规模输入为tsp.txt，每一行包含每个城市的坐标；小规模输入为tsp2.txt，包括城市之间的距离矩阵。实验中可以自行调整数据规模，例如简化至10个城市。 根据实验要求，需要实现一个串行版本和任意两种并行版本（MPI、OpenMP、pthread）中的一种。根据个人理解和实验课程指导，我选择了对nbody问题进行实现。通过本次实验，我深入了解了nbody问题的计算原理和算法流程，并结合MPI和OpenMP并行技术对其进行优化和加速。在实验过程中，我遇到了一些挑战，包括并行任务的精确调度和数据的同步问题。通过不断调试和优化，最终完成了实验任务并达到了预期的效果。 在实验过程中，我首先实现了串行版本的nbody计算程序。通过循环迭代和物理公式计算，成功模拟了天体之间的引力相互作用，得到了一定迭代次数后的结果。接着，我开始尝试使用MPI并行技术对程序进行改进。通过在不同进程之间分配计算任务并实现数据的通信和同步，提高了程序的计算效率和速度。在MPI版本的实现中，我还遇到了进程之间数据通信和同步的问题，在调试过程中积累了不少经验。 另一方面，我也尝试着使用OpenMP并行技术对nbody程序进行优化。通过在多线程中并行执行任务，进一步提高了程序的计算速度和效率。借助OpenMP的并行化特性，我成功地加速了nbody问题的计算过程，并将其与串行版本进行对比。在实验中，我深刻体会到了并行计算技术带来的速度提升和效率改进。 总的来说，本次实验让我全面了解了nbody问题的实现和优化方法，认识到了并行计算技术对程序性能的重要影响。通过实践和对比，我对MPI和OpenMP并行技术有了更深入的理解和应用。在未来的学习和工作中，我将继续深耕并行计算领域，不断提升自己的技术和能力，为超级计算机的研究和应用做出更大的贡献。愿在计算科学的道路上不断前行，迎接更多挑战，创造更大成就。