Документация

Введение

Однопрограммная конструкция языка множественных данных (spmd) обеспечивает плавное перемежение последовательного и параллельного программирования. spmd позволяет определить блок кода для одновременного выполнения на нескольких рабочих. Переменные, назначенные внутри spmd оператор на работников разрешает прямой доступ к их значениям из клиента по ссылке через составные объекты.

В этой главе поясняются некоторые характеристики spmd заявления и Composite объекты.

Когда использовать spmd

«Однопрограммный» аспект spmd означает, что идентичный код работает на нескольких рабочих. Вы запускаете одну программу в клиенте MATLAB ® и те ее части, которые помечены какspmd блоки выполняются на рабочих. После завершения блока spmd программа продолжает работать в клиенте.

Аспект «множественные данные» означает, что, даже если spmd выполняет идентичный код для всех работников, каждый работник может иметь различные уникальные данные для этого кода. Таким образом, несколько наборов данных могут быть размещены несколькими работниками.

Типовые приложения, подходящие для spmd это те, которые требуют одновременного выполнения программы на множестве наборов данных, когда требуется связь или синхронизация между работниками. Некоторые распространенные случаи:

Дополнительные сведения см. в разделах Выбор между spmd, parfor и parfeval.

Определение инструкции spmd

Общая форма spmd оператор:

spmd
    <statements>
end

Блок кода, представленный <statements> выполняется параллельно одновременно для всех работников в параллельном пуле. Если требуется ограничить выполнение только частью этих работников, укажите, сколько именно работников должно быть запущено:

spmd (n)
    <statements>
end

Это утверждение требует, чтобы n рабочие запускают spmd код. n должно быть меньше или равно количеству работников в открытом параллельном пуле. Если бассейн достаточно большой, но n работники недоступны, инструкция ожидает, пока не будет доступно достаточно работников. Если n равно 0, значение spmd оператор не использует работников и выполняется локально на клиенте, как если бы в данный момент не работал пул.

Можно указать диапазон для количества работников:

spmd (m,n)
    <statements>
end

В этом случае spmd оператор требует минимум m работников, и он использует максимум n рабочих.

Если важно контролировать количество работников, выполняющих spmd , установить точное число в профиле кластера или с помощью spmd вместо использования диапазона.

Например, создайте случайную матрицу для трех работников:

spmd (3)
    R = rand(4,4);
end

В отличие от parfor-loop, рабочие, используемые для spmd каждый оператор имеет уникальное значение для labindex. Это позволяет указать код, который будет выполняться только для определенных работников, или настроить выполнение, как правило, с целью доступа к уникальным данным.

Например, создайте массивы различных размеров в зависимости от labindex:

spmd (3)
    if labindex==1 
        R = rand(9,9);
      else
        R = rand(4,4);
    end
end

Загрузка уникальных данных по каждому работнику в соответствии с labindexи использовать одну и ту же функцию для каждого работника для вычисления результата на основе данных:

spmd (3)
    labdata = load(['datafile_' num2str(labindex) '.ascii'])
    result = MyFunction(labdata)
end

Работники, выполняющие spmd оператор работает одновременно и знают друг о друге. Как и в случае с сотрудничающим заданием, вы можете напрямую управлять связью между работниками, передавать данные между ними и использовать распределенные между ними массивы.

Например, используйте распределенный по коду массив в spmd заявление:

spmd (3)
    RR = rand(30, codistributor());
end

У каждого работника есть сегмент coddistributed массива 30 на 10 RR. Дополнительные сведения о распределенных по кодам массивах см. в разделе Работа с распределенными по кодам массивами.

Вывод на дисплей

При запуске spmd в параллельном пуле все выходные данные командной строки от работников отображаются в командном окне клиента. Поскольку работники являются сеансами MATLAB без дисплеев, любой графический вывод (например, окна рисунков) из пула вообще не отображается.

Путь MATLAB

Все работники, выполняющие spmd оператор должен иметь тот же путь поиска MATLAB, что и клиент, чтобы они могли выполнять любые функции, вызываемые в их общем блоке кода. Поэтому каждый раз, когда вы используете cd, addpath, или rmpath на клиенте, он также выполняется на всех рабочих, если это возможно. Дополнительные сведения см. в разделе parpool справочная страница. Когда работники работают на платформе, отличной от платформы клиента, используйте функцию pctRunOnAll для правильной установки пути MATLAB для всех работников.

Обработка ошибок

При возникновении ошибки на работнике во время выполнения spmd об ошибке сообщается клиенту. Клиент пытается прервать выполнение для всех работников и передает ошибку пользователю.

Ошибки и предупреждения, создаваемые для работников, аннотируются идентификатором работника (labindex) и отображается в командном окне клиента в том порядке, в котором они принимаются клиентом MATLAB.

Поведение lastwarn не указан в конце spmd если используется внутри его тела.

ограничения spmd

a = 'a';
myFunction(a)

function X = myFunction(a)
name = inputname(1);
spmd
    X.(name) = labindex;
end
X = [X{:}];
end
    

myFunction('a','b')

function myFunction(a,b)
nin = nargin;
spmd
    X = labindex*nin;
end
end