里仁多核程序设计实验报告

1、Multi-core Programming Experiment Report多核程序设计实验报告学生所在学院:学生所在班级:2014年4月实验一 Windows多线程编程模块一：基础练习1 .实验目的与要求2 .实验环境及软件3 .实验内容4 .实验代码#include <stdio.h>#include <time.h>#include <stdlib.h>#include <omp.h>void test(int n)for (int i = 0; i< 10000; i+) int main() double dResult;lo

2、ng lBefore = clock();#pragma omp parallel forfor (int i = 0; i < 10000; i+) test(i);dResult = (double)(clock() - lBefore);printf("nTotal Time: %f ms.n", dResult);system("pause");return 0;5 .结果分析-1 -运行时间是串行的一半。明显降低了时间的消耗。实验二 各种同步机制的性能比较一 . 实验目的与要求二 . 实验环境及软件三 . 实验内容以矩阵乘进行并行串行比较

3、四 . 实验代码和结果实验代码：/ juzhencheng.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。#include "stdafx.h"#include <omp.h>#include <stdio.h>#include <time.h>#define NN 2000int ANNNN, BNNNN;long long CNNNN;void solve(int n, int num_thread)int i, j, t, k, paralleltime, serialtime;clock_t startTime, endTime;lon

4、g long sum;omp_set_num_threads(num_thread);/ 对矩阵 A 和矩阵 B 进行初始化for (i = 0; i<n; i+)t = i + 1;for (j = 0; j<n; j+)Aij = t+;Bij = 1;/ 矩阵乘法并行算法startTime = clock();sum = 0;#pragma omp parallel shared(A,B,C) private(i,j,k)#pragma omp for schedule(dynamic)for (i = 0; i<n; i+)for (j = 0; j<n; j+

5、)Cij = 0;for (k = 0; k<n; k+)Cij += Aik * Bkj;for (i = 0; i<n; i+)for (j = 0; j<n; j+)sum += Cij;endTime = clock();paralleltime = endTime - startTime;printf(" 矩 阵 C 所 有 元素和 为 sum=%lld 并 行计算 时 间 time=%dmsn", sum, paralleltime);startTime = clock();sum = 0;- 3 -for (i = 0; i<n; i+

6、)for (j = 0； j<n； j+)Cij = 0；for (k = 0; k<n; k+)Cij += Aik * Bkj； for (i = 0; i<n; i+) for (j = 0； j<n； j+) sum += Cij;endTime = clock();serialtime = endTime - startTime;printf("矩阵 C 所有元素和为sum=%11d 串行计算时间time=%dmsn", sum, serialtime);printf("相对加速比为：%d/%dn", serialtim

7、e, paralleltime);int _tmain(int argc, _TCHAR* argv)int n, num_thread;printf("请输入矩阵的节数(整数 N<=2000 ),再输入并行的线程数。nn");while (scanf("%d%d", &n, &num_thread) != EOF)printf("你输入的矩阵节数为：%d并行线程数为： %dn", n, num_thread);solve(n, num_thread);return 0;实验结果:请输入矩阵的节数（整数*=如四）

8、,用输入并行的线程数。错审入毋I醉节蚣上士电腼吊丁线程蚊视10_time-4212ns t ime -8 704r>c甲匡C所有兀耋和为g叫皿并计/日间 如阵C所有元素和为酶串行计昇时H 相对加速L匕为: 8704Z4Z12实验三蒙特卡洛法并行求解Pi值 一 . 实验目的与要求二 . 实验环境及软件三 . 实验内容四 . 实验代码和结果代码：/ Pi.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。/求圆周率PI#include "stdafx.h"#include <windows.h>#include <time.h>#include <om

9、p.h>#include <iostream>using namespace std;static long num_steps=1000000000;/ 定义所分的块数#define NUM_THREADS 2 / 定义所开启的线程数int _tmain(int argc, _TCHAR* argv) int i;omp_set_num_threads(NUM_THREADS);/ 开启线程double x,sum=0.0,pi;clock_t start_time,end_time;double step=1.0/(double)num_steps;/并行 start_t

10、ime=clock();#pragma omp parallel sections reduction(+:sum) private(x,i)#pragma omp sectionfor (i=omp_get_thread_num();i<num_steps;i=i+NUM_THREADS) x=(i+0.5)*step;sum=sum+4.0/(1.0+x*x);#pragma omp sectionfor (i=omp_get_thread_num();i<num_steps;i=i+NUM_THREADS)x=(i+0.5)*step;sum=sum+4.0/(1.0+x*x

11、);pi=step*sum;end_time=clock();cout<<"Pi="<<pi<<endl;cout<<"并行 time="<<end_time-start_time<<endl;串行sum=0.0;start_time=clock();for (i=0;i<num_steps;i+)x=(i+0.5)*step;sum=sum+4.0/(1.0+x*x);pi=step*sum;end_time=clock();cout<<"Pi=&quo

12、t;<<pi<<endl;cout<<"串行 time="<<end_time-start_time<<endl;system("pause");return 0;亨丰彳丁 L ±iit± 45。&彳T r -l ER号i育4表在盍.彘-结果:实验四多核并行排序实验.实验目的与要求1、熟悉快速排序的串行算法2、熟悉快速排序的并行算法3、实现快速排序的并行算法二 . 实验环境及软件硬件环境：。 。 。 ， OS： ，软件工具：VC三 . 实验内容1、快速排序的基本思想2

13、、快速排序算法的性能3、快速排序算法并行化四 . 实验代码和结果 实验代码：/ bingxingpaixu.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。#include "stdafx.h"#include <stdio.h>#include<iostream>#include <stdlib.h>#include <time.h>#include "omp.h" using namespace std;/int count=0;void swap(int &a, int &b)/int tmp

14、;tmp = a;a = b;b = tmp;void quicksort(int *A, int l, int u)int i, m, k;if (l >= u) return;m = l;for (i = l + 1; i <= u; i+)- 7 -if (Ai < Al)/*不管是选第一个元素作为pivot还是最后一个作为pivot,假如我们想得到的是从小到大的序列，那么最坏的输入情况就是从大到小的；如果我们想得到从大到小的序列，那个最坏的输入情况就是从小到大的序列*/swap(A+m, Ai);swap(Al, Am);quicksort(A, l, m - 1);

15、quicksort(A, m + 1, u);void main(int argc, char *argv)omp_set_num_threads(2);/ 设置线程数为2，因为是双核的CPUint k = 0, i = 0;int m = 0, n = 0;double cost = 0;int len = 10000;int short_len = len / 2;int B10000, C10000, D5000, E5000;/ 将 B口 分为两个小的数组，并行的对他们调用快速排序算法#pragma omp parallel default(none) shared(B,C,len)

16、private(i)/- 这个 for 循环是并行的int j = 50000;#pragma omp forfor (i = 0; i<len; i+)Bi = j-;Ci = j-;/初始化 B,C 数组clock_t begin = clock();/ 计时开始点#pragma omp parallel default(none) shared(B,D,E,short_len) private(i)/- 这个 for 循环是 并行的#pragma omp forfor (i = 0; i<short_len; i+)/- 这个 for 循环是并行的Di = Bi; 将B口的前

17、5000个数放入 D口Ei = Bi + 5000;/ 将 B 的后 5000 个数放入E#pragma omp parallel default(none) shared(E,D,short_len) /private(i) region#pragma omp parallel sections#pragma omp sectionquicksort(D, 0, short_len - 1);/ 对 D 排序#pragma omp sectionquicksort(E, 0, short_len - 1);/ 对 E 排序for (; k<len; k+)/ 将D和E口进行归并排序放入

18、if (m<short_len && n<short_len)if (Dn <= Em)Bk = Dn;n+;elseBk = Em;m+;if (m = short_len | n = short_len)if (m = short_len)Bk = Em;快速排序的并行B 里面else- 9 -Bk = Dn - 1;k += 1;break;if (/*m=short_len &&*/ n<short_len)int tem = short_len - n;for (int p = 0; p<tem; p+)Bk = Dn;n+;k+;else if (/*n=short_len &&*/ m<short_len)int tem = short_len - m;for (int q = 0; q<tem; q+)Bk = Em;m+;k+;/ 归并算法结束clock_t end = clock();/ 计时结束点cost = (double)(end - begin);cout << "