Exponenta Banner
exponenta event banner

Нераспределенные и распределенные массивы

Введение

Многие встроенные типы данных и структуры данных, поддерживаемые программным обеспечением MATLAB ®, также поддерживаются в среде параллельных вычислений MATLAB. Сюда входят массивы любого числа измерений, содержащие числовые, символьные, логические значения, ячейки или структуры. В дополнение к этим базовым компоновочным блокам параллельная вычислительная среда MATLAB также предлагает массивы различных типов.

Нераспределенные массивы

При создании нераспределенного массива MATLAB создает отдельный массив в рабочей области каждого работника, используя одинаковое имя переменной для всех работников. Любая операция, выполняемая с этой переменной, влияет на все назначенные ей отдельные массивы. При отображении из worker 1 значения, назначенного этой переменной, все работники отвечают, показывая массив этого имени, который находится в их рабочей области.

Состояние нераспределенного массива зависит от значения этого массива в рабочей области каждого работника:

Реплицированные массивы

Реплицированный массив находится в рабочих областях всех работников, а его размер и содержимое идентичны для всех работников. При создании массива MATLAB назначает его одной и той же переменной для всех работников. При отображении в spmd значения, назначенного этой переменной, все работники отвечают, показывая один и тот же массив.

spmd, A = magic(3), end

 WORKER 1      WORKER 2      WORKER 3      WORKER 4
           |             |             |
8   1   6  |  8   1   6  |  8   1   6  |  8   1   6
3   5   7  |  3   5   7  |  3   5   7  |  3   5   7
4   9   2  |  4   9   2  |  4   9   2  |  4   9   2

Массивы вариантов

Массив вариантов также находится в рабочих областях всех работников, но его содержимое различается для одного или нескольких работников. При создании массива MATLAB присваивает разные значения одной и той же переменной для всех работников. Если отображается значение, назначенное этой переменной, все работники отвечают, показывая свою версию массива.

spmd, A = magic(3) + labindex - 1, end

 WORKER 1      WORKER 2      WORKER 3      WORKER 4
           |             |             |
8   1   6  |  9   2   7  | 10   3   8  | 11   4   9
3   5   7  |  4   6   9  |  5   7   9  |  6   8  10
4   9   2  |  5  10   3  |  6  11   4  |  7  12   5

Реплицированный массив может стать массивом вариантов, когда его значение становится уникальным для каждого работника.

spmd
    B = magic(3);      %replicated on all workers
    B = B + labindex;  %now a variant array, different on each worker
end

Частные массивы

Частный массив определен для одного или нескольких, но не для всех работников. Этот массив можно создать с помощью labindex в условном операторе, как показано ниже:

spmd
    if labindex >= 3, A = magic(3) + labindex - 1, end
end

 WORKER 1       WORKER 2        WORKER 3       WORKER 4
            |              |              |
  A is      |    A is      |  10   3   8  |  11   4   9
undefined   |  undefined   |   5   7   9  |   6   8  10
                           |   6  11   4  |   7  12   5

Распределенные массивы

При использовании реплицированных и исполнительных массивов полное содержимое массива сохраняется в рабочей области каждого работника. С другой стороны, распределенные массивы разделяются на сегменты, причем каждый сегмент находится в рабочей области другого работника. Каждый работник имеет собственный сегмент массива для работы. Уменьшение размера массива, который каждый работник должен хранить и обрабатывать, означает более эффективное использование памяти и более быструю обработку, особенно для больших наборов данных.

В этом примере распределяется реплицированный массив 3 на 10 A через четырех рабочих. Результирующий массив D также имеет размер 3 на 10, но только сегмент полного массива находится на каждом работнике.

spmd
    A = [11:20; 21:30; 31:40];
    D = codistributed(A);
    getLocalPart(D)
end

  WORKER 1       WORKER 2   WORKER 3   WORKER 4
            |              |          |
11  12  13  |  14  15  16  |  17  18  |  19  20
21  22  23  |  24  25  26  |  27  28  |  29  30
31  32  33  |  34  35  36  |  37  38  |  39  40

Дополнительные сведения об использовании распределенных по кодам массивов см. в разделе Работа с распределенными по кодам массивами.

Документация по инструментам для параллельных вычислений

Поддержка