Como calcular a relação percentual?

Question

Eu sou novo mpie estou tentando escrever um mini Cprograma que calcula a proporção percentual dos números que o usuário insere.

A proporção da porcentagem é calculada por essa expressão

`δi = ((xi – xmin ) / (xmax – xmin )) * 100`. 

Os números que as entradas do usuário são armazenados em uma matriz de tamanho fixo data[100]e são espalhados por todos os processos (este programa deve funcionar apenas com quatro processos). O problema que estou enfrentando é que a divisão não funciona, embora todos os processos tenham os dados. Por exemplo, se o usuário inserir os números, {1, 2, 3, 4}a proporção de porcentagem esperada de acordo com a expressão matemática é, {0, 33.3, 66.6, 100}mas estou obtendo {0,0,100,100}. Isso é o que eu tenho.

#include <stdio.h>
#include "mpi.h"


int main(int argc, char** argv){
    int my_rank;
    int total_processes;
    int root = 0;
    int data[100];
    int loc_data[100];

    MPI_Init(&argc, &argv);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &my_rank);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &total_processes);

    int input_size = 0;
    if (my_rank == 0){
        printf("Input how many numbers: ");
        scanf("%d", &input_size);
        
        printf("Input the elements of the array: ");
        for(int i=0; i<input_size; i++){
            scanf("%d", &data[i]);
        }
    }

    MPI_Bcast(&input_size, 1, MPI_INT, root, MPI_COMM_WORLD);

    int loc_num = input_size/total_processes;

    MPI_Scatter(&data, loc_num, MPI_INT, loc_data, loc_num, MPI_INT, root, MPI_COMM_WORLD);

    int global_max = 0;
    int global_min = 0;
    MPI_Reduce(&loc_data, &global_max, 1, MPI_INT, MPI_MAX, root, MPI_COMM_WORLD);
    MPI_Reduce(&loc_data, &global_min, 1, MPI_INT, MPI_MIN, root, MPI_COMM_WORLD);
    

    float loc_delta[100];
    int x = 0;
    int y = 0;
    float p = 0;

     for(int j = 0; j< loc_num; j++){
        x = loc_data[j] - global_min;
        y = global_max - global_min;
    }

    MPI_Bcast(&y, 1, MPI_INT, root, MPI_COMM_WORLD); 
    
    for(int j = 0; j< loc_num ; j++){
        p = (x / y) * 100;
        printf("p= %f \n", p);
        loc_delta[j] = p; 
    }

    float final_delta[100];
    MPI_Gather(&loc_delta, 1, MPI_FLOAT, final_delta, 1, MPI_FLOAT, root, MPI_COMM_WORLD);


    if(my_rank == 0){
        printf("max number: %d\n", global_max);
        printf("min number: %d\n", global_min);
        
        for(int i = 0; i<input_size; i++)
            printf("delta[%d]: %.2f | ", i+1, final_delta[i]);
    }

    printf("\n");

        MPI_Finalize();

    return 0;
}

Answer 1

Existem vários problemas com o seu código.

Primeiro:

int global_max = 0;
int global_min = 0;
MPI_Reduce(&loc_data, &global_max, 1, MPI_INT, MPI_MAX, root, MPI_COMM_WORLD);
MPI_Reduce(&loc_data, &global_min, 1, MPI_INT, MPI_MIN, root, MPI_COMM_WORLD);

Infelizmente,

MPI não obtém o mínimo de todos os elementos no array, você tem que fazer isso manualmente. ( fonte )

Portanto, é necessário primeiro calcular o mine o maxdentro de cada matriz de processo, e então pode-se reduzir esses mine maxresultados entre os outros processos. Visto que todos os processos devem ter o mine maxdessa matriz, em vez de MPI_Reduce , você deve usar MPI_Allreduce . E seu código seria semelhante ao seguinte:

int local_max = loc_data[0];
int local_min = loc_data[0];
for(int i = 1; i < loc_num; i++){
   local_max = (local_max > loc_data[i]) ?  local_max : loc_data[i];
   local_min = (local_min < loc_data[i]) ?  local_min : loc_data[i];  
}

int global_max = local_max;
int global_min = local_min;

MPI_Allreduce(&local_max, &global_max, 1, MPI_INT, MPI_MAX, MPI_COMM_WORLD);
MPI_Allreduce(&local_min, &global_min, 1, MPI_INT, MPI_MIN, MPI_COMM_WORLD);

A menos que você esteja assumindo que loc_num=1, o que não deveria, este código

  for(int j = 0; j< loc_num; j++){
        x = loc_data[j] - global_min;
        y = global_max - global_min;
    }

substitui o mesmo xe y. Além disso, você não deve chamar MPI_Bcast(&y, 1, MPI_INT, root, MPI_COMM_WORLD);, você deseja que todos os processos calculem primeiro em paralelo seu trabalho com base na fórmula:

δi = ((xi – xmin ) / (xmax – xmin )) * 100.

e só então enviar seu trabalho de volta para o processo mestre . Portanto, cada processo deve aplicar essa fórmula aos seus índices de entrada, armazenar os resultados em uma matriz e enviá-la de volta ao processo mestre . Igual a:

float loc_delta[100];
float y = global_max - global_min;
for(int j = 0; j< loc_num; j++){
    loc_delta[j] = (((float) (loc_data[j] - global_min) / y) * 100.0); 
}
 
float final_delta[100];
MPI_Gather(&loc_delta, loc_num, MPI_FLOAT, final_delta, loc_num, MPI_FLOAT, root, MPI_COMM_WORLD);

Observe que estou lançando (((float) (loc_data[j] - global_min) / y) * 100.0);para flutuar . Caso contrário, Cretornaria uma intrepresentação do resultado.