机群环境下并行蒙特卡罗方法的研究与应用(2)

2021-09-24 16:36

表l并行蒙特卡罗算法改进前后的执行时间

1个节点2个节点3个节点4个节点5个节点6个节点

节伪随机执行改进后节伪随机执行

改进后节点数目

数数目

时间

的执行点数数目

时间的执行

数(xlOs)

(s)

时间(s)数

(x105)

(s)

时间(s)

54040539ll10

8080

108322图1并行蒙特卡罗算法在不同伪随机数数目下的执行时间

504344345041411010081781710084022l900

3622541

万方数据;

800

10

6644

1086182

503332:'05041288

700

100700315100838177600

537175417∽

10

7234

108215厘x.J500

503611685040974墓400

100

856

289

100

820一

124

300200

4并行蒙特卡罗算法的改进

100

为了减少节点间通信时间.对并行蒙特卡罗算法进行如下改进:0号进程为各个进程申请存储空间,并在各子进0

程中实现均匀伪随机数的生成并转换为对数正态分布的1个节点2个节点3个节点4个节点5个节点6个节点

伪随机数。

节点数目

改进的并行蒙特卡罗算法采用的是主从式消息传递模型,O号进程为主进程,其余进程为从进程。为使负载平衡,采用递归对剖算法,主进程将任务划分成大致相等的子任务,然后再负责图2改进的并行蒙特卡罗算法在不同

收集子任务生成的伪随机数和模拟的定价结果,最后进行统计伪随机数数目下的执行时间

计算.输出结果。

由图2可以看出。随着节点数目的增加,相同计算量f即相改进的并行蒙特卡罗算法减少了节点问通信时间,提同的伪随机数数目1的执行时间大大缩短。

高了机群处理器的利用率,极大地缩短了执行时间。改进通过对图1和图2的对比分析可以看出,改进的并行的并行蒙特卡罗算法在不同节点数目下的执行时间如表

蒙特卡罗算法极大地缩短了相同计算量下的执行时间。例l所示。

如。伪随机数目为10000000时,6个节点的改进的并行蒙改进的并行蒙特卡罗算法在不同伪随机数数目下的执行时特卡罗算法的执行时间只有一个节点(串行算法1执行时间间如图2所示。

的15.2%。而且计算量越大,改进的并行蒙特卡罗算法的

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360.,L,年_27l一

软件天地

优势越明显。

中文核心期刊《微计算机信息》(测控自动化)2007年第23卷第11-1期

ZhangZhihong

5结论

本文在分布式存储结构的机群系统上实现了蒙特卡罗方法的并行化.并对并行算法进行改进,改进的并行蒙特卡罗算法能极大地缩短执行时间,优越性显著,具有很强的可应用性。

通过对改进前后的并行蒙特卡罗算法执行时间的研究分析,得知并行计算中节点间的通信时间的开销是不容忽视的。它对整个并行程序的执行效率有很大的影响。在设计并行算法时,要考虑节点间通信时间的开销,优化并行程序,使计算时间与通信开销时间之比尽可能大,以提高并行程序的执行效率。

创新点:

在计算机上实现蒙特卡罗算法的难点是在计算量巨大的情况下怎样节省机器开销、节省时间。本文在机群系统上设计并实现了并行蒙特卡罗算法,并通过对通信时间开销的研究分析改进并行蒙特卡罗算法,提高了机群处理器的利用率,大大缩短了执行时间。使改进后的算法在上千万次计算量的情况下仍能很好运行,计算时间并没有随着计算量的增大而大幅度增大。改进后的算法有很高的并行效率。参考文献

(SchoolofPhysics&Engineering,ZhengzhouUniversity,HenanZhengzhou450001China)ShenJie

通讯地址:“姗01河南河南省郑州市高新技术开发区科学

大道100号郑州大学新校区信息工程学院)王文凡

(收稿日期:2007.8.13)(修稿日期:2007.10.15)

(上接第255页)

Biography:ZhengProfessorof

Chaomei,born

in

1959,Female,

in

computer

Adjunct

andits’

Nanchang

University,Major

application

(330029南昌南昌大学信息工程学院)郑超美

(330029南昌南昌大学环境科学与工程学院)李鸣付辉张玲艳(College

of

InformationEngineering)ZhengChaomei

(CortegeofEnvironmentalScience&Engineering。NanchangUniversity。Nanchang,330029

ZhangLingyan

China)FuHlli

Li

ming

通讯地址:(330031江西江西省南昌大学研究生院前湖校区)李鸣

(收稿日期:2007.8.13)(修稿日期:2007.10.15)

万方数据[1】MichaelJ.Quinn,Parallel

MPI

Progrmmning

in

Cwith

and

OpenMP【M】.USA:McGraw—Hill

Companies,

2003.1—15

踏破铁鞋无觅处

得来全不费功夫

20余万嵌入式系统的研发人员,盼望已久的《嵌入式系统应用精选200例》一书,已经面世了,他含盖了数码相机、洗衣机、电话交换机、精密仪器、智能仪表、机器人应用、三表自动抄、变频器应用、电梯应用、数控机床应用、电力机车应用、变电站综合自动化应用、造纸应用、水泥生产应用、啤酒生产应用,各种自动化生产过程监控应用和l℃总线应用、网络应用、多媒体应用、通信设备应用。同时,本书还含盖了嵌入式实时操作系统应用、嵌入式系统的优化设计、嵌入式系统抗干扰设计、嵌入式系统的接口设计、嵌入式系统的internet互连技术、嵌入式系统的仿真技术、纠错技术、逻辑分析技术等等。本书是技术设计、技术主管、设备采购人员的案头

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