Department of Science and Engineering Computing School of Mathematics School Peking University August 14, 2007
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1 Department of Science and Engineering Computing School of Mathematics School Peking University August 14, 2007
2 Department of Science and Engineering Computing School of Mathematics School Peking University August 14, 2007
3 框架 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 4 5
4 Sandia 国家实验室的产品
5 Sandia 国家实验室的产品 把 MPI 的 C 接口改成了 C++ 接口
6 Sandia 国家实验室的产品 把 MPI 的 C 接口改成了 C++ 接口 提供了 blas, lapack 的 C++ 接口
7 Sandia 国家实验室的产品把 MPI 的 C 接口改成了 C++ 接口提供了 blas, lapack 的 C++ 接口各个软件包之间无缝的协作
8 Sandia 国家实验室的产品把 MPI 的 C 接口改成了 C++ 接口提供了 blas, lapack 的 C++ 接口各个软件包之间无缝的协作利用已有的软件提高效率
9 Sandia 国家实验室的产品把 MPI 的 C 接口改成了 C++ 接口提供了 blas, lapack 的 C++ 接口各个软件包之间无缝的协作利用已有的软件提高效率屏蔽内部细节, 便于灵活使用
10 Sandia 国家实验室的产品把 MPI 的 C 接口改成了 C++ 接口提供了 blas, lapack 的 C++ 接口各个软件包之间无缝的协作利用已有的软件提高效率屏蔽内部细节, 便于灵活使用三大模块 : ANA, LAL, APP
11 Sandia 国家实验室的产品把 MPI 的 C 接口改成了 C++ 接口提供了 blas, lapack 的 C++ 接口各个软件包之间无缝的协作利用已有的软件提高效率屏蔽内部细节, 便于灵活使用三大模块 : ANA, LAL, APP 关键部分采用 Fortran, 提高计算性能
12 Trilinos Packages Trilinos 是一个大的软件项目, 包含了几十个软件包
13 Trilinos Packages Trilinos 是一个大的软件项目, 包含了几十个软件包 Each package is
14 Trilinos Packages Trilinos 是一个大的软件项目, 包含了几十个软件包 Each package is Focus on important, state-of-the-art algorithms regime.
15 Trilinos Packages Trilinos 是一个大的软件项目, 包含了几十个软件包 Each package is Focus on important, state-of-the-art algorithms regime. Developed by a small team of domain experts.
16 Trilinos Packages Trilinos 是一个大的软件项目, 包含了几十个软件包 Each package is Focus on important, state-of-the-art algorithms regime. Developed by a small team of domain experts. Self-contained: No explicit dependencies on any other software packages (with some special exceptions).
17 Trilinos Packages Trilinos 是一个大的软件项目, 包含了几十个软件包 Each package is Focus on important, state-of-the-art algorithms regime. Developed by a small team of domain experts. Self-contained: No explicit dependencies on any other software packages (with some special exceptions). Congurable/buildable/documented on its own.
18 Trilinos Packages Trilinos 是一个大的软件项目, 包含了几十个软件包 Each package is Focus on important, state-of-the-art algorithms regime. Developed by a small team of domain experts. Self-contained: No explicit dependencies on any other software packages (with some special exceptions). Congurable/buildable/documented on its own. Sample packages: NOX, AztecOO, ML, IFPACK.
19 Trilinos Packages Trilinos 是一个大的软件项目, 包含了几十个软件包 Each package is Focus on important, state-of-the-art algorithms regime. Developed by a small team of domain experts. Self-contained: No explicit dependencies on any other software packages (with some special exceptions). Congurable/buildable/documented on its own. Sample packages: NOX, AztecOO, ML, IFPACK. Special package collection:
20 Trilinos Packages Trilinos 是一个大的软件项目, 包含了几十个软件包 Each package is Focus on important, state-of-the-art algorithms regime. Developed by a small team of domain experts. Self-contained: No explicit dependencies on any other software packages (with some special exceptions). Congurable/buildable/documented on its own. Sample packages: NOX, AztecOO, ML, IFPACK. Special package collection: Petra (Epetra, Tpetra, Jpetra): 具体数据对象
21 Trilinos Packages Trilinos 是一个大的软件项目, 包含了几十个软件包 Each package is Focus on important, state-of-the-art algorithms regime. Developed by a small team of domain experts. Self-contained: No explicit dependencies on any other software packages (with some special exceptions). Congurable/buildable/documented on its own. Sample packages: NOX, AztecOO, ML, IFPACK. Special package collection: Petra (Epetra, Tpetra, Jpetra): 具体数据对象 Thyra: 抽象概念界面
22 Trilinos Packages Trilinos 是一个大的软件项目, 包含了几十个软件包 Each package is Focus on important, state-of-the-art algorithms regime. Developed by a small team of domain experts. Self-contained: No explicit dependencies on any other software packages (with some special exceptions). Congurable/buildable/documented on its own. Sample packages: NOX, AztecOO, ML, IFPACK. Special package collection: Petra (Epetra, Tpetra, Jpetra): 具体数据对象 Thyra: 抽象概念界面 Teuchos: 一般工具
23 Trilinos Packages Trilinos 是一个大的软件项目, 包含了几十个软件包 Each package is Focus on important, state-of-the-art algorithms regime. Developed by a small team of domain experts. Self-contained: No explicit dependencies on any other software packages (with some special exceptions). Congurable/buildable/documented on its own. Sample packages: NOX, AztecOO, ML, IFPACK. Special package collection: Petra (Epetra, Tpetra, Jpetra): 具体数据对象 Thyra: 抽象概念界面 Teuchos: 一般工具 New_package: 帮助构造新软件包
24 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries
25 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library
26 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library
27 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library Jpetra: Java Library
28 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library Jpetra: Java Library Linear Solver:
29 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library Jpetra: Java Library Linear Solver: Amesos: OO interface to 3rd party direct solvers
30 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library Jpetra: Java Library Linear Solver: Amesos: OO interface to 3rd party direct solvers AztecOO: Preconditioned Krylov Packaage based on Aztec
31 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library Jpetra: Java Library Linear Solver: Amesos: OO interface to 3rd party direct solvers AztecOO: Preconditioned Krylov Packaage based on Aztec Komplex: Complex solver via equivalent real formulations
32 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library Jpetra: Java Library Linear Solver: Amesos: OO interface to 3rd party direct solvers AztecOO: Preconditioned Krylov Packaage based on Aztec Komplex: Complex solver via equivalent real formulations Belos: Next generation Krylov and block Krylov solvers
33 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library Jpetra: Java Library Linear Solver: Amesos: OO interface to 3rd party direct solvers AztecOO: Preconditioned Krylov Packaage based on Aztec Komplex: Complex solver via equivalent real formulations Belos: Next generation Krylov and block Krylov solvers Preconditioners
34 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library Jpetra: Java Library Linear Solver: Amesos: OO interface to 3rd party direct solvers AztecOO: Preconditioned Krylov Packaage based on Aztec Komplex: Complex solver via equivalent real formulations Belos: Next generation Krylov and block Krylov solvers Preconditioners ML: Multi-level preconditioners
35 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library Jpetra: Java Library Linear Solver: Amesos: OO interface to 3rd party direct solvers AztecOO: Preconditioned Krylov Packaage based on Aztec Komplex: Complex solver via equivalent real formulations Belos: Next generation Krylov and block Krylov solvers Preconditioners ML: Multi-level preconditioners Meros: Segregated/Block Preconditioners
36 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library Jpetra: Java Library Linear Solver: Amesos: OO interface to 3rd party direct solvers AztecOO: Preconditioned Krylov Packaage based on Aztec Komplex: Complex solver via equivalent real formulations Belos: Next generation Krylov and block Krylov solvers Preconditioners ML: Multi-level preconditioners Meros: Segregated/Block Preconditioners IFPACK: Algebraic preconditioner
37 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library Jpetra: Java Library Linear Solver: Amesos: OO interface to 3rd party direct solvers AztecOO: Preconditioned Krylov Packaage based on Aztec Komplex: Complex solver via equivalent real formulations Belos: Next generation Krylov and block Krylov solvers Preconditioners ML: Multi-level preconditioners Meros: Segregated/Block Preconditioners IFPACK: Algebraic preconditioner Common Services
38 Trilinos 的软件包 Basic Linear Algebra Libraries Epetra: Current Project C++ Library Tpetra: Next Generation C++ Library Jpetra: Java Library Linear Solver: Amesos: OO interface to 3rd party direct solvers AztecOO: Preconditioned Krylov Packaage based on Aztec Komplex: Complex solver via equivalent real formulations Belos: Next generation Krylov and block Krylov solvers Preconditioners ML: Multi-level preconditioners Meros: Segregated/Block Preconditioners IFPACK: Algebraic preconditioner Common Services Teuchos: parameter Lists, Blas Interface, etc
39 框架 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 4 5
40 简单的 congure, make, make install 不太好
41 简单的 congure, make, make install 不太好 选择一下自己要用的包
42 简单的 congure, make, make install 不太好 选择一下自己要用的包 遇到不能找到 blas 或者 lapack 库的报错, 这可能是你指明库位置的 congure 语句需要改变一下
43 简单的 congure, make, make install 不太好 选择一下自己要用的包 遇到不能找到 blas 或者 lapack 库的报错, 这可能是你指明库位置的 congure 语句需要改变一下 使用时需要注意链接库的次序
44 简单的 congure, make, make install 不太好 选择一下自己要用的包 遇到不能找到 blas 或者 lapack 库的报错, 这可能是你指明库位置的 congure 语句需要改变一下 使用时需要注意链接库的次序 参考我的博客
45 Trilinos 的简单例子 Epetra 的一个简单的例子 int main(int argc, char * argv []){ int NumProc; int MyPID; MPI_Init(&argc, &argv); Epetra_MpiComm Comm(MPI_COMM_WORLD); NumProc = Comm.NumProc(); MyPID = Comm.MyPID(); cout << Comm <<endl; MPI_Finalize(); return EXIT_SUCCESS; }
46 前面例子的 Makele MPICC = mpicxx CFLAGS = -DHAVE_MPI -DMPICH_IGNORE_CXX_SEEK LDFLAGS = -lepetr -lteuchos -llapack -lblas -lg2c OBJS = epetra_hello.o all: epetra_hello.exe %.o:%.cpp $(MPICC) -c $(CFLAGS) $< -o $@ epetra_hello.exe: $(OBJS) $(MPICC) $(OBJS) $(LDFLAGS) -o $@ epetra_hello.o:epetra_hello.cpp clean: rm -f *.o rm -f *.exe
47 框架 1 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 2 3 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 4 5
48 向量是基本的数据结构,trilinos 软件主要通过 Epetra 构造向量 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
49 向量是基本的数据结构,trilinos 软件主要通过 Epetra 构造向量 两种类型的数据 :double 和 int Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
50 向量是基本的数据结构,trilinos 软件主要通过 Epetra 构造向量 两种类型的数据 :double 和 int serial Epetra Vector or distributed ( 分布式 ) Epetra Vector Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
51 Epetra Commnunicator Objects 向量是基本的数据结构,trilinos 软件主要通过 Epetra 构造向量 两种类型的数据 :double 和 int serial Epetra Vector or distributed ( 分布式 ) Epetra Vector Serial Vectors: usually small Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
52 Epetra Commnunicator Objects 向量是基本的数据结构,trilinos 软件主要通过 Epetra 构造向量 两种类型的数据 :double 和 int serial Epetra Vector or distributed ( 分布式 ) Epetra Vector Serial Vectors: usually small distrubted vectors: signicantly larger Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
53 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors 向量是基本的数据结构,trilinos 软件主要通过 Epetra 构造向量 两种类型的数据 :double 和 int serial Epetra Vector or distributed ( 分布式 ) Epetra Vector Serial Vectors: usually small distrubted vectors: signicantly larger 如何分布 : 使用通信器和 Epetra_Map Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
54 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector 向量是基本的数据结构,trilinos 软件主要通过 Epetra 构造向量 两种类型的数据 :double 和 int serial Epetra Vector or distributed ( 分布式 ) Epetra Vector Serial Vectors: usually small distrubted vectors: signicantly larger 如何分布 : 使用通信器和 Epetra_Map A map is basically a partitioning of a list of global IDs. Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
55 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes 向量是基本的数据结构,trilinos 软件主要通过 Epetra 构造向量 两种类型的数据 :double 和 int serial Epetra Vector or distributed ( 分布式 ) Epetra Vector Serial Vectors: usually small distrubted vectors: signicantly larger 如何分布 : 使用通信器和 Epetra_Map A map is basically a partitioning of a list of global IDs. The fundamental Epetra communicator object, Epetra_Comm Epetra provides portable interfaces to BLAS
56 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes 向量是基本的数据结构,trilinos 软件主要通过 Epetra 构造向量 两种类型的数据 :double 和 int serial Epetra Vector or distributed ( 分布式 ) Epetra Vector Serial Vectors: usually small distrubted vectors: signicantly larger 如何分布 : 使用通信器和 Epetra_Map A map is basically a partitioning of a list of global IDs. The fundamental Epetra communicator object, Epetra_Comm The Epetra_Map object Epetra provides portable interfaces to BLAS
57 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 向量是基本的数据结构,trilinos 软件主要通过 Epetra 构造向量 两种类型的数据 :double 和 int serial Epetra Vector or distributed ( 分布式 ) Epetra Vector Serial Vectors: usually small distrubted vectors: signicantly larger 如何分布 : 使用通信器和 Epetra_Map A map is basically a partitioning of a list of global IDs. The fundamental Epetra communicator object, Epetra_Comm The Epetra_Map object The creation and assembly of Epetra vectors.
58 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 向量是基本的数据结构,trilinos 软件主要通过 Epetra 构造向量 两种类型的数据 :double 和 int serial Epetra Vector or distributed ( 分布式 ) Epetra Vector Serial Vectors: usually small distrubted vectors: signicantly larger 如何分布 : 使用通信器和 Epetra_Map A map is basically a partitioning of a list of global IDs. The fundamental Epetra communicator object, Epetra_Comm The Epetra_Map object The creation and assembly of Epetra vectors. A tool to redistributing vectors across processes.
59 框架 1 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 2 3 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 4 5
60 Epetra Commnunicator Objects 纯虚类 Epetra_Comm Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
61 Epetra Commnunicator Objects 纯虚类 Epetra_Comm 两个子类, 一个是提供串行通信, 一个提供并行通信 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
62 使用 Epetra_Comm 的例子 I Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS #include ``Epetra_ConfigDefs.h'' #ifdef HAVE_MPI // 在编译的时候加选项 -DHAVE_MPI #include ``mpi.h'' #include ``Epetra_MpiComm.h'' #else #include ``Epetra_SerialComm.h'' #endif // 加上其他的头文件 int main(int argc, char *argv[]) #ifdef HAVE_MPI MPI_Init(&argc, &argv); Epetra_MpiComm Comm(MPI_COMM_WORLD); #else Epetra_SerialComm Comm; #endif
63 使用 Epetra_Comm 的例子 II Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors // 其他代码 #ifdef HAVE_MPI MPI_Finalize(); #endif Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
64 Epetra Commnunicator Objects Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes 串行和并行的代码基本相同 Epetra_Comm 的方法和 MPI 函数 Epetra_Comm 的方法有 MyPID(), NumProc( ), Barrier( ), Broadcast( ), SumAll( ), GatherAll( ), MaxAll( ), MinAll( ), ScanSum( ) 例 int NumProc = Comm.NumProc(); // 处理器的个数 int MyPID = Comm.MyPID(); // 处理器的序号 (rank) 阅读 Epetra 类的头文件 Epetra provides portable interfaces to BLAS
65 框架 1 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 2 3 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 4 5
66 多个 CPU 分布的一组编号称作一个 Map, (Epetra_Map 类 ) Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
67 多个 CPU 分布的一组编号称作一个 Map, (Epetra_Map 类 ) 定义了 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
68 多个 CPU 分布的一组编号称作一个 Map, (Epetra_Map 类 ) 定义了 NumGlobalElements( ): The total number of elements across all processes. Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
69 Epetra Commnunicator Objects 多个 CPU 分布的一组编号称作一个 Map, (Epetra_Map 类 ) 定义了 NumGlobalElements( ): The total number of elements across all processes. NumMyElements(): The number of elements on the calling process. Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
70 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector 多个 CPU 分布的一组编号称作一个 Map, (Epetra_Map 类 ) 定义了 NumGlobalElements( ): The total number of elements across all processes. NumMyElements(): The number of elements on the calling process. MinAllGID( )/MaxAllGID( ): The minimum/maximum global index value across all processes. Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
71 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes 多个 CPU 分布的一组编号称作一个 Map, (Epetra_Map 类 ) 定义了 NumGlobalElements( ): The total number of elements across all processes. NumMyElements(): The number of elements on the calling process. MinAllGID( )/MaxAllGID( ): The minimum/maximum global index value across all processes. MinMyGID( )/MaxGID( ): The minimum/maximum global index value on the calling process. Epetra provides portable interfaces to BLAS
72 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 多个 CPU 分布的一组编号称作一个 Map, (Epetra_Map 类 ) 定义了 NumGlobalElements( ): The total number of elements across all processes. NumMyElements(): The number of elements on the calling process. MinAllGID( )/MaxAllGID( ): The minimum/maximum global index value across all processes. MinMyGID( )/MaxGID( ): The minimum/maximum global index value on the calling process. MinLID( )/ MaxLID( ): The minimum/maximum local index value on the calling process.
73 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 多个 CPU 分布的一组编号称作一个 Map, (Epetra_Map 类 ) 定义了 NumGlobalElements( ): The total number of elements across all processes. NumMyElements(): The number of elements on the calling process. MinAllGID( )/MaxAllGID( ): The minimum/maximum global index value across all processes. MinMyGID( )/MaxGID( ): The minimum/maximum global index value on the calling process. MinLID( )/ MaxLID( ): The minimum/maximum local index value on the calling process. LinearMap( ): Return true if the elements are distributed linearly across processes, i.e., process 0 gets the frist n/p elemetns, process 1 gets the next n/p elements, etc, n is the number of elements and p is the number of processes.
74 I Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS #include ``mpi.h'' #include ``Epetra_MpiComm.h'' #include ``Epetra_Map.h'' # int main(int argc, char * argv[]){ MPI_Init(&argc, &argv); Epetra_MpiComm comm(mpi_comm_world); // 构造 Map 的第一种方法 : 给定总的单元数, 构造一个线性 Map int NumGlobalPoint=5; Epetra_Map Map1(NumGlobalPoint,0,comm); //comm 前面的 0 是全局点编号开始的位置 // 如果用 3 个处理器, 每个处理器分布几个 Global IDs //Map1 是 linear Map 吗?
75 II Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes if(map1.linearmap()) cout << ``Map1 is a linear Map'' else cout <<``Map1 is not a linear Map''<<endl; cout << Map1; // 构造 Map 的第二种方法 : 给定每个 process 上的单元数 // 构造一个线性 Map int NumMyPoints = comm.mypid(); Epetra_Map Map2(-1,NumMyPoints,0,comm); Epetra provides portable interfaces to BLAS
76 构造 Map 的第三种方法 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS Figure: 指定每个 process 上的单元个数和 GID, 构造非线性 Map
77 框架 1 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 2 3 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 4 5
78 Assembling Serial Vectors Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 每个进程上都定义了一个长度为 Length 的 double 向量 #include ``Epetra_SerialDenseVector.h'' Epetra_SerialDenseVector DoubleVector(Length); 每个进程上都定义了一个长度为 Length 的 integer 向量 #include ``Epetra_SerialDenseVector.h'' Epetra_SerialIntDenseVector IntVector(Length); 不用手动删除内存 [],() 都是可以取值和赋值的方法 DoubleVector[0] = 10.0; // 赋值 DoubleVector(Length-1) = 20.0; // 赋值 cout << IntVector[Length-1]<<endl; // 取值 ( ), 强制越界检查 ; [] 无强制越界检查
79 框架 1 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 2 3 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 4 5
80 Assembling a Distributed Vector Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS A distributed object is an entity whose elements are partitioned across more than one process. Epetra's distributed objects are created from a Map. 使用 Epetra_Map 的构造函数 例 : Epetra_Vector x(map) Copy constructor. 例 : Epetra_Vector y(x); 例 : Epetra_Vector x(copy,map,localvalues); Localvalues is a pointer to an array of double precision values. 两种模式 : Copy: 分配空间, copy data View: 不分配空间, 使用 LocalValues 所指空间
81 把 Epetra_Vector 转换成指针使用 Epetra Commnunicator Objects double * x_values; x.extractview( & x_values); for(int i=0;i<x.mylength();++i)x_values[i]*=10; Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes x_values 指针指向 Epetra_Vector x 的数据存储空间 对 x_values[i] 的操作等同于对 x[i] 的操作 x.extraccopy(&x_values); 和 ExtractView 有什么区别? Epetra provides portable interfaces to BLAS
82 Epetra_Vector 的其它方法 int Norm1(double * Result) const 返回 1-norm: P n i=1 jxi j int Norm2(double * Result) const 返回 2-norm: p P ni=1 jxi j2 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
83 框架 1 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 2 3 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 4 5
84 Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS Epetra_Import and Epetra_Export classes apply o-processor communication. They construct a communication plan that can be called repeatedly 构造函数的参数 :SourceMap, TargetMap Epetra_Import 中 TargetMap 的 GID 是唯一的, 不会同一个 GID 出现在两个 Processor 上 Epetra_Export 中 SourceMap 的 GID 是唯一的, 不会同一个 GID 出现在两个 Processor 上
85 Epetra Export 的例子 I Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS //Epetra_Export 类 // 这个程序要用两个节点运行 #include "Epetra_ConfigDefs.h" #ifdef HAVE_MPI #include "mpi.h" #include "Epetra_MpiComm.h" #else #include "Epetra_SerialComm.h" #endif #include "Epetra_Map.h" #include "Epetra_Vector.h" #include "Epetra_Export.h"
86 Epetra Export 的例子 II Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS int main(int argc, char *argv[]) { #ifdef HAVE_MPI MPI_Init(&argc, &argv); Epetra_MpiComm Comm(MPI_COMM_WORLD); #else Epetra_SerialComm Comm; #endif // 总的单元数 int NumGlobalElements = 4; // 局部的单元数 int NumMyElements; Epetra_IntSerialDenseVector MyGlobalElements;
87 Epetra Export 的例子 III Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS if( Comm.MyPID() == 0 ) { NumMyElements = 3; MyGlobalElements.Size(NumMyElements); MyGlobalElements[0] = 0; MyGlobalElements[1] = 1; MyGlobalElements[2] = 2; } else { } NumMyElements = 3; MyGlobalElements.Size(NumMyElements); MyGlobalElements[0] = 1; MyGlobalElements[1] = 2; MyGlobalElements[2] = 3; //Map 构造函数的第一个参数 -1, // 表示第二个参数给出的是局部向量元素的个数,
88 Epetra Export 的例子 IV Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS // 第三个参数是一个指针类型的, 给出 // 局部序号对应的整体序号 根据这些信息, // 总的向量元素的个数就可以计算出来 // 下面的 0 表示向量元素的序号从 0 开始计算 // 这些整体序号可能是重复, // 也就是该元素在多个处理器重复保存 Epetra_Map Map(-1,MyGlobalElements.Length(), MyGlobalElements.Values(),0, Comm); // create a vector based on map Epetra_Vector x(map); for( int i=0 ; i<nummyelements ; ++i ) x[i] = 10*( Comm.MyPID()+1 ); cout << x; // 构造一个目标 Map
89 Epetra Export 的例子 V Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS int NumMyElements_target; if( Comm.MyPID() == 0 ) NumMyElements_target = NumGlobalElements; else NumMyElements_target = 0; Epetra_Map TargetMap(-1,NumMyElements_target,0,Comm Epetra_Export Exporter(Map,TargetMap); // work on vectors Epetra_Vector y(targetmap); // 这个操作就会把在各个处理器上的和 TargetMap // 的 GID( 整体序号 ) 相同的元素传输到到目标单
90 Epetra Export 的例子 VI Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS // 元所在的处理器, 并且把数值加起来作为 // 结果存在目标向量里 y.export(x,exporter,add); cout << y; #ifdef HAVE_MPI MPI_Finalize(); #endif } return(exit_success);
91 框架 1 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 2 3 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 4 5
92 MPI_Barrier and MPI_Bcast Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes MPI_Barrier 用于函数同步 所有的进程都调用了此函数后才返回 MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD); comm.barrier() MPI_Bcast 将自己 buer 中的内容发送给通信器中所有其他进程 double dvalue; int root = 0; int MPI_Bcast(&dvalue, 1, MPI_DOUBLE, root, MPI_COMM_WORLD); comm.broadcast(&dvalue, 1, root); Epetra provides portable interfaces to BLAS
93 归约操作 : MPI_Reduce Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS int MPI_Reduce(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, int root, MPI_Comm comm) Input Parameters sendbuf address of send buffer (choice) count number of elements in send buffer datatype data type of elements of send buffer op reduce operation (handle) root rank of root process (integer) comm communicator (handle) Output Parameter recvbuf address of receive buffer Algorithm: This implementation currently uses a simple tree algorithm.
94 MPI_Reduce 的例子 :sum.cpp I Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS /* FileName: sum.cpp 计算 sum = 编译命令 : mpicxx -DMPICH_IGNORE_CXX_SEEK -o sum.exe sum.cpp 这个程序用的进程个数必须能整除 1000 */ #include <iostream> #include "mpi.h" using namespace std; int main(int argc,char *argv[]) { int NumProc, MyPID, startval, endval,i;
95 MPI_Reduce 的例子 :sum.cpp II Epetra Commnunicator Objects int sum,totalsum; int imsg[4]; double a[9]; MPI_Init(&argc,&argv); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&NumProc); MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&MyPID); Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS startval = 1000*MyPID/NumProc + 1; endval = 1000*(MyPID+1)/NumProc; sum =0; for (i=startval; i< endval; i++) sum=sum + i;
96 MPI_Reduce 的例子 :sum.cpp III Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS } //recvbuf 和 sendbuf 必须不同 MPI_Reduce(&sum,&totalsum,1,MPI_INT,MPI_SUM, 0,MPI_COMM_WORLD); if( MyPID == 0) cout<<"the sum of i from 1 to 1000 \ is "<< totalsum <<endl; MPI_Finalize(); return 0;
97 MPI_AllGather Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector double *dvalues, *dvalues = new double[numproc]; MPI_Allgather(dvalues, 1, MPI_DOUBLE, dvalues2, NumProc, MPI_DOUBLE,MPI_COMM_WORLD); Comm.GatherAll(dvalues, dvalues2, 1); Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
98 Allgather 示意图 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
99 框架 1 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 2 3 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 4 5
100 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Calling FORTRAN from C++ varies from platform to platform Epetra_BLAS handles the details of this issue Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS
101 框架 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 4 5
102 计算向量 ~a ~ b 分配向量 计算每个处理器上的局部内积 使用 MPI 函数 MPI_Allreduce 把局部内积相加得到 Global inner product.
103 不使用 Epetra 的程序 I int main(int argc, char * argv[]) { MPI_Init(&argc, &argv); int rank, size; MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size); if(size!= 2){ cout <<"Please use two processors"<<endl; MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD,EXIT_FAILURE); } int length; if(rank == 0 ) length = 3; if(rank == 1 ) length = 2;
104 不使用 Epetra 的程序 II double * a = new double[length]; double * b = new double[length]; int i; /// 赋值 for(i = 0; i < length; i ++){ a[i] = (rank+1)*10.0; b[i] = (rank+2)*10.0; } for(i = 0; i < length; i ++) cout<<"cpu NO. "<<rank<< ", a["<<i<<"] = "<<a[i]<<endl; for(i = 0; i < length; i ++)
105 不使用 Epetra 的程序 III cout<<"cpu NO. "<<rank<< ", b["<<i<<"] = "<<b[i]<<endl; /**** 计算内积的部分的头 *************/ double * c = new double; /// 储存局部向量的内积 c[0] = 0.0; for(i = 0; i < length; i ++) c[0] += a[i]*b[i]; double result; //int MPI_Allreduce(void*, void*, int, // MPI_Datatype, MPI_Op, MPI_Comm); MPI_Allreduce(c,&result,1,MPI_DOUBLE, MPI_SUM,MPI_COMM_WORLD); /**** 计算内积的部分的尾 *************/
106 不使用 Epetra 的程序 IV cout <<"on the cpu No. "<<rank<<", a dot b = "<<result<<endl; delete[]a; delete[]b; delete c; MPI_Finalize(); return EXIT_SUCCESS; }
107 使用 Epetra 计算内积的程序 I #include "Epetra_ConfigDefs.h" #include "mpi.h" #include "Epetra_MpiComm.h" #include "Epetra_Map.h" #include "Epetra_Vector.h" int main(int argc, char *argv[]) { MPI_Init(&argc, &argv); Epetra_MpiComm Comm(MPI_COMM_WORLD); int rank, size; rank = Comm.MyPID(); size = Comm.NumProc();
108 使用 Epetra 计算内积的程序 II if(size!= 2){ cout <<"Please use two processors"<<endl; MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD,EXIT_FAILURE); } int length; if(rank == 0) length = 3; if(rank == 1) length = 2; // 构造一个 Map Epetra_Map Map(-1,length,0,Comm); // 构造两个向量 Epetra_Vector a(map); Epetra_Vector b(map);
109 使用 Epetra 计算内积的程序 III /// 赋值 for(int i = 0; i < length; i ++){ a[i] = (rank+1)*10.0; b[i] = (rank+2)*10.0; } cout << a; cout << b; double result; /// 计算 a 和 b 的内积 a.dot(b, &result); cout <<"a dot b = "<<result<<endl;
110 使用 Epetra 计算内积的程序 IV MPI_Finalize(); return EXIT_SUCCESS; }
111 Epetra 的程序是怎么写的? 还是利用 MPI_Allreduce 函数利用 BLAS 计算局部内积利用 C++ 的函数重载, 使得不用指明数据类型重载了 输出算符
112 Epetra 实现 Dot 的部分源程序 I //=================================================== // 程序是对 Epetra_Multivector 写的, Epetra_Vector // 是其子类 int Epetra_MultiVector::Dot(const Epetra_MultiVector& A, double *Result) const { // Dot product of two MultiVectors int i; if (NumVectors_!= A.NumVectors()) EPETRA_CHK_ERR(-1); if (MyLength_!= A.MyLength()) EPETRA_CHK_ERR(-2); UpdateDoubleTemp();// 分配一个临时 double 变量
113 Epetra 实现 Dot 的部分源程序 II double **A_Pointers = A.Pointers(); //DOT 是对 BLAS 库函数的调用的接口 for (i=0; i < NumVectors_; i++) DoubleTemp_[i] = DOT(MyLength_, Pointers_[i], A_Pointers[i]); Comm_->SumAll(DoubleTemp_, Result, NumVectors_); UpdateFlops(2*GlobalLength_*NumVectors_); } return(0); //=================================================== //===SumAll 函数的重载 (double 型 )=======================
114 Epetra 实现 Dot 的部分源程序 III // 就是调用 MPI_Allreduce( MPI_SUM ) 的接口 int Epetra_MpiComm::SumAll(double * PartialSums, double * GlobalSums, int Count) const { EPETRA_CHK_ERR(MPI_Allreduce(PartialSums, GlobalSums,Count, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, MpiCommData_->Comm_)); return(0); } //===SumAll 函数的重载 (int 型 )======================== int Epetra_MpiComm::SumAll(int * PartialSums, int * GlobalSums, int Count) const { EPETRA_CHK_ERR(MPI_Allreduce(PartialSums, GlobalSums,Count, MPI_INT, MPI_SUM, MpiCommData_->Comm_));
115 Epetra 实现 Dot 的部分源程序 IV } return(0); //===================================================
116 框架 Epetra Commnunicator Objects Assembling Serial Vectors Assembling a Distributed Vector Epetra_Import and Epetra_Export classes Epetra provides portable interfaces to BLAS 4 5
117 1 参考我博客上的安装方法或者 Trilinos 的说明文档安装 Trilinos, 不要使用 enable-ml 安装 ml 包 2 仿照 lecture 上例子练习 Epetra_Map, 分别使用三种构造函数构造 Epetra_Map 的实例, 回答课件上提出的问题 3 仿照利用 Epetra_Vector 计算向量内积 ( 方法 Dot) 的例子, 学习使用其他 Epetra_Vector 的方法, 如 Norm2, Scale 等可以参考 Epetra 的帮助文档 : 4 课件使用 MPI_Reduce 计算 1 到 1000 的和, 请换成 MPI_Allreduce 函数计算, 并说明 MPI_Reduce 和 MPI_Allreduce 的区别
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i ii iii iv v vi 1 g j 2 3 4 ==== ==== ==== 5 ==== ======= 6 ==== ======= 7 ==== ==== ==== 8 [(d) = (a) (b)] [(e) = (c) (b)] 9 ===== ===== ===== ===== ===== ===== 10 11 12 13 14 15 16 17 ===== [ ] 18 19
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中 國 文 化 大 學 中 國 文 學 研 究 所 碩 士 論 文 華 嚴 一 真 法 界 思 想 研 究 指 導 教 授 : 王 俊 彥 研 究 生 : 許 瑞 菁 中 華 民 國 98 年 12 月 自 序 在 佛 教 經 典 中 最 初 接 觸 的 是 佛 說 無 量 壽 經, 此 經 乃 大 方 廣 佛 華 嚴 經 的 精 華 版 綱 要 版 為 了 瞭 解 經 義, 深 知 宇 宙 運
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教 学 管 理 文 件 汇 编 目 录 教 育 法 规 和 指 导 性 文 件 1. 中 华 人 民 共 和 国 高 等 教 育 法 1 2. 中 华 人 民 共 和 国 教 师 法 8 3. 普 通 高 等 学 校 学 生 管 理 规 定 12 4. 高 等 学 校 学 生 行 为 准 则 18 5. 中 华 人 民 共 和 国 学 位 条 例 19 6. 高 等 学 校 教 学 管 理 要 点
园林植物卷（三）.doc
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厨房小知识_一_
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