วิธีคำนวณอัตราส่วนร้อยละ

Question

ฉันเพิ่งใหม่mpiและฉันกำลังพยายามเขียนCโปรแกรมขนาดเล็กที่คำนวณอัตราส่วนเปอร์เซ็นต์ของตัวเลขที่ผู้ใช้ป้อน

อัตราส่วนเปอร์เซ็นต์คำนวณโดยนิพจน์นั้น

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

ตัวเลขที่อินพุตของผู้ใช้จะถูกเก็บไว้ในอาร์เรย์ที่มีขนาดคงที่data[100]และกระจัดกระจายไปยังกระบวนการทั้งหมด (โปรแกรมนี้ควรจะทำงานกับสี่กระบวนการเท่านั้น) ปัญหาที่ฉันพบคือการแบ่งไม่ทำงานแม้ว่ากระบวนการทั้งหมดจะมีข้อมูล ตัวอย่างเช่นหากผู้ใช้ป้อนตัวเลข{1, 2, 3, 4}ที่อัตราส่วนเปอร์เซ็นต์ที่คาดไว้ตามนิพจน์ทางคณิตศาสตร์{0, 33.3, 66.6, 100}แต่ฉันได้รับ{0,0,100,100}แทน นี่คือสิ่งที่ฉันมี

#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

มีปัญหาหลายประการเกี่ยวกับรหัสของคุณ

อันดับแรก:

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);

น่าเสียดาย,

MPI ไม่ได้รับองค์ประกอบขั้นต่ำทั้งหมดในอาร์เรย์คุณต้องดำเนินการด้วยตนเอง (ที่มา )

ดังนั้นหนึ่งความต้องการในการคำนวณครั้งแรกminและmaxภายในอาร์เรย์แต่ละขั้นตอนและจากนั้นหนึ่งสามารถลดเหล่านั้นminและmaxผลในหมู่กระบวนการอื่น ๆ ตั้งแต่กระบวนการทั้งหมดควรจะมีminและmaxของอาร์เรย์ที่แทนของMPI_Reduceคุณควรใช้MPI_Allreduce และรหัสของคุณจะมีลักษณะดังต่อไปนี้:

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);

เว้นแต่คุณจะสมมติว่าloc_num=1คุณไม่ควรใช้รหัสนี้

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

แทนที่สิ่งเดียวกันxและy. ยิ่งไปกว่านั้นคุณไม่ควรโทรหาMPI_Bcast(&y, 1, MPI_INT, root, MPI_COMM_WORLD);คุณต้องการให้กระบวนการทั้งหมดคำนวณแบบขนานงานของพวกเขาก่อนตามสูตร:

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

จากนั้นจึงส่งงานของพวกเขากลับไปที่กระบวนการหลักเท่านั้น ดังนั้นแต่ละกระบวนการควรใช้สูตรนั้นกับดัชนีอินพุตเก็บผลลัพธ์ไว้ในอาร์เรย์และส่งกลับไปยังกระบวนการหลัก ชอบมาก:

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);

แจ้งให้ทราบว่าผมหล่อ(((float) (loc_data[j] - global_min) / y) * 100.0);จะลอย มิฉะนั้นCจะส่งกลับการเป็นintตัวแทนของผลลัพธ์