Curso: Introducción al cálculo científico con computadoras paralelas
Primer semestre de 2002
Trabajo Práctico No 4
High Perfomance Fortran (HPF) y Open Machine Parallel (OMP)

Notas:

• 1 Recordar que los códigos en OMP en el cluster del CIMEC funcionarán solamente sobre un nodo. Para una verdadera corrida en paralelo habría que disponer, por ejemplo, de una Pentium dual.

• 2 Para el compilador PGI instalado en el cluster heterogéneo del CIMEC, compilar en alguno de los procesadores "mas viejos", i.e. en cualquiera de las Pentium III. En tal caso, el ejecutable paralelo tambien andará inclusive con las Pentium IV. La recíproca no es cierta !!

• 3 Verificar antes la coherencia de "machi.dat" con la configuración instantánea del cluster y del uso o no de "nolocal" !!

• 4 En caso de usar el sistema de colas PBS la misma observación anterior: revisar la coherencia del "script" usado !!

• 5 Para no tener problemas con la licencia, la fecha y hora debe ser, mas o menos, la misma en todos los nodos

• 4 Los programas para las prácticas se pueden obtener en hpf_omp.tgz (HPF y OMP tar files)

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Bibliografía y enlaces:

• 1. Un libro de texto estándar para HPF es Koebel C.H., Loveman D.B., Steele G.L. and Zosel M.E., "The High Perfomance Fortran Handbook", The MIT Press, 1997;

• 2. Materiales de estudio en la web para OMP, tanto para C++ como para Fortran, e.g. visitar http://www.openmp.org/ y sus enlaces;

• 3. Cursos de "The University of Edinburgh", http://www.epcc.ed.ac.uk/computing/training/documents/index.php, e.g. "HPF course", "MPI course", "Decomposing the Potentially Parallel";

• 4. Cursos de "The Liverpool University", http://www.liv.ac.uk/HPC/HPCpage.htm, e.g. "HPF courses", "Fortran 90 courses" (de 75 minutos, de 1, 3 o 5 días);

• 5. Cursos de "The Manchester University", http://www.mcc.ac.uk/HPC/mantec/training/, e.g. "Fortran 90 for Fortran 77 Programmers", "Introduction to MPI/PVM", "Utilising Clustered Systems";

• 6. Libro de texto "online" o por Addison-Wesley, "Designing and Building Parallel Programs", Foster I., http://www-unix.mcs.anl.gov/dbpp/,

• 7. Técnicas para arreglos y punteros, estructuras de datos y algoritmos, e.g. ver Meissner L.P., "Fortran 90 and 95. Array and Pointer Techniques. Objects, Data Structures and Algorithms", Computer Science Department. Univesity of San Francisco, 1998;

• 8. Programación en fortran 90 cuasi-orientada a objetos y con paralelismo por paso de mensajes con MPI, e.g. ver:

• • Norton C.D., "Object Oriented Programming Paradigms in Scientific Computing", Ph.D thesis, Rensselaer Polytechnic Institute, 1996;

• • Decyk V.K., "How to Express C++ Concepts in Fortran 90", Scientific Programming, 1997, vol. 6, no 4, pp. 363-390, IOS Press;

• • Decyk V.K., Norton C.D. and Szymanski B.K., "How to Support Inheritance and Run-Time Polymorphism in Fortran 90", Computer Physics Communications, 1998, vol. 115, pp. 9-17;

• • Decyk V.K., Norton C.D. and Szymanski B.K., Introduction to Object-Oriented Concepts Using Fortran 90, http://www.cs.rpi.edu/~szymansk/oof90.html

• 9. Otros materiales de estudio en la web para HPF, e.g. visitar "The European Centre for Parallel Computing at Vienna", http://www.vcpc.univie.ac.at/activities/tutorials/HPF/ y sus enlaces;

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• 1.- [HPF y OMP] Cálculo de Pi por integración con rectángulos* (programas "pi.hpf" y "pi2.f")

Correr el programa en HPF en uno y en varios procesadores y con diferentes números de rectángulos. Calcular los tiempos de ejecución y speed-up correspondientes. Opcional: escribir un código equivalente en C++/OMP en base al código Fortran/OMP.

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• 2.- [HPF] Resolución gaussiana de un sistema de ecuaciones algebraicas lineales, con matriz de coeficientes densa y no simétrica* Optar entre aritmetica real o compleja y verificar que la solución sea correctamente calculada (programas "gauss_xx.hpf")

Seleccionar alguno de los programas incluidos variando la distribución de la matriz de coeficientes, esto es, probar con: A (cyclic,cyclic), A (,cyclic), A (cyclic,), A (block,block), A (,block) y A (block,). Justificar su incidencia en el speedup y en la eficiencia.

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• 3.- [MPI, HPF y OMP] El Juego de la vida* (Programas "vida1.f, vida2.hpf y vida3.f")

Correr los programas Fortran MPI y HPF en forma secuencial en los diferentes tipos de procesadores (Pentiums 3 de varias velocidades y Pentium 4) y construir una gráfica de rendimiento "speed up", en función del número de procesadores. En el caso del código HPF, además experimentar con la distribución de la matriz, esto es, probar con: A (cyclic,cyclic), A (,cyclic), A (cyclic,), A (block,block), A (,block) y A (block,). Comparar con el ejercicio anterior y justificar. Opcional: escribir un código equivalente en C++/OMP en base al código Fortran/OMP.

(Mas información sobre el juego de la vida en ProcessorPerformance)

[Volver a la pagina principal del curso http://venus.ceride.edu.ar/calculoparalelo/ ]

-- JorgeDElia - 15 May 2002