矩阵乘法的并行化实验报告.doc

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1、.北京科技大学计算机与通信工程学院实验报告实验名称：学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：实验成绩：________________________________实验地点：实验时间：2015年05月Word文档.一、实验目的与实验要求1、实验目的1对比矩阵乘法的串行和并行算法，查看运行时间，得出相应的结论；2观察并行算法不同进程数运行结果，分析得出结论；2、实验要求1编写矩阵乘法的串行程序，多次运行得到结果汇总；2编写基于MPI，分别实现矩阵乘法的并行化。对实现的并行程序进行正确性测试和性能测试，并对测试结果进行分析。二、实验设备（环境）及要求《V

2、S2013》C++语言MPICH2三、实验内容与步骤实验1，矩阵乘法的串行实验（1）实验内容编写串行程序，运行汇总结果。（2）主要步骤按照正常的矩阵乘法计算方法，在《VS2013》上编写矩阵乘法的串行程序，编译后多次运行，得到结果汇总。Word文档.实验2矩阵乘法的并行化实验3个总进程Word文档.5个总进程7个总进程Word文档.9个进程16个进程四：实验结果与分析（一）矩阵乘法并行化Word文档.矩阵并行化算法分析：并行策略：1间隔行带划分法算法描述：将C=A*B中的A矩阵按行划分，从进程分得其中的几行后同时进行计算，最后通信将从进程的结果合并的

3、主进程的C矩阵中对于矩阵A*B如图：进程1：矩阵A第一行进程2：矩阵A第二行进程3：矩阵A第三行进程1：矩阵A第四行时间复杂度分析：f(n)=6+2+8+k*n+k*n+k*n+3+10+n+k*n+k*n+n+2(k为从进程分到的行数)因此O(n)=(n)；空间复杂度分析：从进程的存储空间不共用，f(n)=n;因此O(n)=(n);2间隔行带划分法算法描述：将C=A*B中的A矩阵按行划分，从进程分得其中的几行后同时进行计算，最后通信将从进程的结果合并的主进程的C矩阵中对于矩阵A*B如图：进程1：矩阵A第一行进程2：矩阵A第二行进程3：矩阵A第三行进

4、程3：矩阵A第四行时间复杂度分析：f(n)=6+2+8+k*n+k*n+k*n+3+10+n+k*n+k*n+n+2(k为从进程分到的行数)因此O(n)=(n)；空间复杂度分析：从进程的存储空间不共用，f(n)=n;因此T(n)=O(n);Word文档.测试环境简介：《VS2013》Win7旗舰版正确性测试结果：并行结果：串行结果：通过比较发现两者相同，因此可以确定运算结果正确。性能测试结果：Word文档.串行125ms107ms108ms98ms109ms110ms3进程0.009647ms0.009936ms0.010825ms0.009207m

5、s0.008811ms0.009831ms5进程0.007795ms0.007648ms0.008588ms0.008334ms0.007686ms0.007731ms7进程0.010729ms0.011336ms0.011606ms0.011403ms0.011621ms0.014563ms9进程0.016547ms0.014439ms0.016300ms0.015455ms0.015187ms0.011240ms16进程0.024964ms0.027917ms0.024721ms0.028152ms0.022296ms0.021321ms通过对比

6、分析得出，并行算法能够有效提高矩阵乘法的运算效率；（二）串行算法分析时间复杂度：f(n)=2+n^2+2*n+3*n+7+n+n+7;因此T(n)=O(n^2)空间复杂度：T（n）=O(1)五：结论（讨论）1、实验结论(1)根据前面实验结果，可以证明并行算法比串行算法更能有效地运算矩阵乘法，可以提高效率数十倍(2)如下图，根据结果可以得出并行程序并不是进程数越多，程序运行时间越短，程序运行还受计算机运算器数的限制Word文档.2、讨论1由于矩阵乘法的运算并不是很复杂，因此运算时间很短，达到了毫秒级，因此准确度有一定的影响；2因为时间紧迫，未能进一步分

7、析代码，同时只用了一种并行算法。六：代码附录串行算法：#include#include#include#include#defineN30#defineM30voidjuzhen_mul(intm,intn,int*p1[M],intm1,intn1,int*p2[M]){inti,j,x=0;intc[N][M]={0};2for(i=0;i

8、m}printf("%d",c[i][x]);printf("");2*302*mx++;if(x==n1)