MPI并行算法之cos(x)的积分值

小半 • 2022年5月18日下午11:58 • 后端开发 • 阅读 242

最近一段时间在准备准备考研，想把写的一些程序整理出来。以后会坚持整理，程序基本上是从大三下学期各个科目的实验以及作业，大三上学期也会整理出来对于计算机相关专业会有一定的参考作用，这是第一篇文章。
写博客相当于自己坚持写程序的监督，也想记录下这一段的时光。

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这是云计算课的作业：
题目要求：
使用MPI，计算cos x 函数的积分值，积分区间为（0,2PI）

基本思路：
把积分区间，分为相等若干块（此处起多少个线程，分多少块），每个线程分得一块积分区域，每块在分若干小块（此处定义分10块）。每个线程计算每个小块的面积之和，返回给0号线程。
所得，即为cos(x )在积分域上的值。

代码实现：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<malloc.h>
#include<math.h>
#include"mpi.h"
#define PI 3.1415
int main(int argc,char** argv)
{
        int rank,p,i;     // 
    double* sbuf;     // 
    double rbuf[10];
    double add;       // 

        double  h;            //
    int a;            //
    double sum ;      //
    double* ssum;
    double asum    ;
    int n=10;         
        //初始化
        MPI_Init(&argc,&argv);
        //从命令行获取开启的线程数
        MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&p);
        //获取本线程的线程号
        MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&rank);
    add= (2*PI)/p;
        if(rank==0)
        {
        ssum=(double*)malloc(sizeof(double)*p);
            sbuf=(double*)malloc(sizeof(double)*p);

       printf("Process's begin x is ");
      for(i=0;i<p;i++)
      {
      //计算各块起始x
       sbuf[i]=add*(i);
      printf(" %lf ",sbuf[i]);
         }
          printf("\n");
         }
        //向各个线程分发起始x值
        MPI_Scatter(sbuf,1,MPI_DOUBLE,rbuf,1,MPI_DOUBLE,0,MPI_COMM_WORLD);

    h=(add)/n;
    for(i=0;i<n;i++)    
    {
    double x=rbuf[0]+h*i+h/2;
    sum=sum+cos(x)*h;
     }
    printf("Process %d 's sum is %.2lf\n",rank,sum);
    //收集各线程计算结果
    MPI_Gather(&sum,1,MPI_DOUBLE,ssum,1,MPI_DOUBLE,0,MPI_COMM_WORLD);
    if(rank==0)
    {
      for(i=0;i<p;i++)
      {

       asum=asum+ssum[i];
       }
      printf("cos x 0~2PI de ji fen shi %.2lf\n",asum);
      }        
    MPI_Finalize();
    return 0;
}