並行程式設計報告

實驗目的10

實驗概述10

實驗結果10

實驗**11

實驗總結18

實驗一：利用 pthread 並行實現矩陣的乘法運算

實驗目的

該實驗旨在讓學生掌握利用 pthread 進行並行程式設計和效能優化的基本原理和方法，了解並行程式設計中資料劃分和任務劃分的基本方法，並能夠利用pthread 實現矩陣的乘法運算的並行演算法，然後對程式執行結果進行簡單分析和總結。具體包括：利用 for 迴圈編寫序列的矩陣乘法運算；熟悉 pthread 進行執行緒建立、管理和銷毀的基本原理和方法；利用 pthread 對上述序列的矩陣乘法運算加以改造；通過調整資料劃分和任務劃分的粒度(改變工作執行緒的數目)，測試並行程式的執行效率；對實驗結果進行總結和分析。

實驗概述

使用 pthread 完成這項工作。

建立乙個新的執行緒：

int pthread_create( pthread_t *thread,

const pthread_attr_t *attr,

void *(*func) (void *),

void *arg);

thread 表示執行緒 id，與執行緒中的 pid 概念類似

attr 表示設定執行緒的屬性，可以暫時不用考慮

func 表示新建立的執行緒會從這個函式指標處開始執行

arg 表示這個函式的引數指標

返回值為 0 代表成功，其他值為錯誤編號。

主程序等待執行緒結束：

int pthread_join( pthread_t thread, void **retval );

thread 表示執行緒 id，與執行緒中的 pid 概念類似

retval 用於儲存等待執行緒的返回值

兩個矩陣相乘：

乙個 m 行 n 列的矩陣與乙個 n 行 p 列的矩陣可以相乘，得到的結果是乙個

m 行 p 列的矩陣，其中的第 i 行第 j 列位置上的數為第乙個矩陣第 i 行上的 n 個

數與第二個矩陣第 j 列上的 n 個數對應相乘後所得的 n 個乘積之和。

實驗結果

實驗隨機產生的矩陣 b 的資料

並行以及序列計算時間對比

實驗**

1. 平行計算矩陣相乘**：

#include

/*定義矩陣中元素的上限，避免相乘後溢位*/

#define range 150

/*矩陣a有m行n列，矩陣b有n行m列*/

#define m 200

#define n 300

int matrixa[m][n];

int matrixb[n][m];

int arr[m][m][n];

int res[m][m]=;

void *func(void *arg);

void put();

void *func(void *arg)//每個子執行緒要完成的任務

main()

}for(i=0;i pthread_join(tids[i],null);//等待所有的子執行緒計算結束

for(i=0;i for(j=0;jfor(k=0;kres[i][j]+=arr[i][j][k

clock_t finish=clock();//結束計算

printf("平行計算用時%.2f秒\n",(long)(finish-start)/1e6);

put();

exit(0);

}void put()

if((file2=fopen("matrixb","wt"))==null)

if((file3=fopen("res","wt"))==null)

int i,j,k;

for(i=0;i

fclose(file1);

for(i=0;i

fclose(file2);

for(i=0;i

fclose(file3);

}2. 序列計算矩陣相乘**：

#include

/*定義矩陣中元素的上限，避免相乘後溢位*/

#define range 150

/*矩陣a有m行n列，矩陣b有n行m列*/

#define m 200

#define n 300

int matrixa[m][n];

int matrixb[n][m];

int arr[m][m][n];

int res[m][m]=;

void *func(void *arg);

void put();

main()

{ //隨即產生兩個矩陣

int i,j,k;

srand((unsigned)time(null));

for(i=0;i for(j=0;jmatrixa[i][j] = rand()%range;

for(i=0;i for(j=0;jmatrixb[i][j] = rand()%range;

clock_t start=clock();//開始計時

for(i=0;i for(j=0;jfor(k=0;kres[i][j]+=matrixa[i][k]*matrixb[k][j

clock_t finish=clock();//結束計算

printf("序列計算用時%.2f秒\n",(long)(finish-start)/1e6);

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