OpenMP并行实验报告

并行实验报告

一、积分计算圆周率

1.1积分计算圆周率的向量优化

1.1.1串行版本的设计

任务：理解积分求圆周率的方法，将其用C代码实现。

、、亠

理论上，dx越小，求得的圆周率越准确；在计算机中由于表"

示的数据是有精度范围的，如果dx太小，积分次数过多，误差积累

导致结果不准确。

以下为串行代码：

#in clude

#in clude #defi ne N 10000000 double get_pi (int dt){

double pi=0.0;

double delta =1.0/dt; int i;

for(i=0; i

}

retur n pi*4;

} int mai n()

{

int dx;

double pai;

double start,fi ni sh;

dx=N;

start二clock();

pai二get_pi(dx);

fini sh=clock();

prin tf("%.8lf\n",pai);

prin tf("%.8lfS\n",(double)(fi ni sh-start)/CLOCKS_PER_SEC); retur n 0; }

第一次：time=0.02674000S

第二次：time=0.02446500S

第三次：time=0.02402800S

三次平均为：0.02508S

1.1.2 SSE向量优化版本设计

任务：此部分需要给出单精度和双精度两个优化版本

（1）测试均在划分度为10的7次方下完成。

以下是SSE双精度的代码：

#i nclude

#in clude

#in clude

#defi ne N 10000000 double get_pi (int dt){

double pi=0.0;

double delta =1.0/dt; int i;

for(i=0; i

}

return pi*4;

} double get_pi_sse(size_t dt){

double pi=0.0;

double delta =1.0/dt;

__m128d xmm0,xmm1,xmm2,xmm3,xmm4; xmm0=_mm_set1_pd(1.0);

xmm1=_mm_set1_pd(delta);

xmm2=_mm_set_pd(delta,0.0); xmm4=_mm_setzero_pd();

for(long int i=0; i<=dt-2; i+=2){

xmm3= _mm_set1_pd((double)i*delta);

xmm3= _mm_add_pd(xmm3,xmm2);

xmm3= _mm_mul_pd(xmm3,xmm3);

xmm3= _mm_add_pd(xmm0,xmm3);

xmm3= _mm_div_pd(xmm1,xmm3);

xmm4= _mm_add_pd(xmm4,xmm3);

} --

double tmp[2] __attribute__((alig ned(16))); _mm_store_pd(tmp,xmm4); pi+=tmp[0]+tmp[1]/*+tmp[2]+tmp[3]*/;

return pi*4.0; } int main()

{

int dx;

double pai;

double start,fi ni sh; dx=N;

start=clock(); pai=get_pi_sse(dx);

fini sh=clock();

prin tf("%.8lf\n",pai);

prin tf("%.8lfS\n",(double)((fi nish-start)/CLOCKS_PER_SEC)); return 0; }

时间运行如下：

第一次：time=0.00837500S

第二次：time=0.00741100S

第三次：time=0.00772000S

三次平均为：0.00783S

以下是SSE单精度的代码：

#i nclude

#in clude

#in clude

#defi ne N 10000000

float get_pi_sse(size_t dt){

float pi=0.0;

float delta =1.0/dt;

__m128 xmm0,xmm1,xmm2,xmm3,xmm4; xmm0=_mm_set1_ps(1.0);

xmm1=_mm_set1_ps(delta);

xmm2=_mm_set_ps(delta*3,delta*2,delta,0.0); xmm4=_mm_setzero_ps();

for(l ong int i=0; i<=dt-4; i+=4){

xmm3= _mm_set1_ps((float)i*delta);

xmm3= _mm_add_ps(xmm3,xmm2);

xmm3= _mm_mul_ps(xmm3,xmm3);

xmm3= _mm_add_ps(xmm0,xmm3);

xmm3= _mm_div_ps(xmm1,xmm3);

xmm4= _mm_add_ps(xmm4,xmm3);

} --

float tmp[4] __attribute__((al ig ned(16)));

_mm_store_ps(tmp,xmm4);

pi+=tmp[0]+tmp[1]+tmp[2]+tmp[3];

return pi*4.0;

}

int main()

{

int dx;

float pai;

double start,fi ni sh;

dx=N;

start=clock();

pai=get_pi_sse(dx);

fini sh=clock();

prin tf("%.8f\n",pai);

prin tf("%.8lfS\n",(double)((fi nish-start)/CLOCKS_PER_SEC)); return 0; }

时间运行如下:

第一次：time=0.00406100S

第二次：time=0.00426400S

第三次：time=0.00437600S

三次平均为：0.00423S

1.1.3 AVX向量优化版本设计