Scarica il pdf con la mia tesi - Parallel Programming Laboratory

24 Strategie di parallelizzazione Cap. 3In alcuni codici come [Springel, 7] in cui esiste una gestione del ribilanciamentodiversa da quella da noi implementata viene caricato il file iniziale in modo round-robine poi viene generata una suddivisione che assegna a ciascun processore un eguale numerodi particelle e queste vengono scambiate tra i processori in memoria. Nel nostrocaso invece non è possibile perché l’algoritmo prevede di averne una suddivisione preesistente:è quindi necessario approntare un codice apposito che sopperisca a questoinconveniente.Per risolvere il problema viene in nostro aiuto il formato dei file di ingresso, formatoparticolare scritto dal prof. Tormen (vedi [Tormen, 9]), nei quali vengono elencatetutte le particelle con le loro posizioni, velocità e masse.È stato implementato un metodo, il cui funzionamento si può vedere graficamentein Figura 3.7, che va a leggere l’input e a mappare lo spazio di simulazione in una tabellatridimensionale in modo che in ogni cella della griglia sia indicata la quantità diparticelle in quella regione di spazio. Si va poi a partizionare il dominio considerandouniforme la distribuzione delle particelle all’interno di una cella (in figura il partizionamentogenerato è in linea tratteggiata). Da sperimentazioni si può vedere che giàcon qualche centinaio di celle per lato la decomposizione effettuata è errata di qualchepunto percentuale, del tutto irrilevante per il caricamento.La complessità di tale algoritmo, che viene eseguito da un solo processore il qualepropaga poi il risultato agli altri, è O(N + P). È lineare nel numero di particelle N inquanto queste vengono lette una sola volta dal file. È lineare nel numero di processoriperché dati P processori devono essere calcolati P − 1 tagli ognuno dei quale richiedeun numero proporzionale alla profondità del taglio e alla dimensione della tabella cheè una costante.Alla fine ogni processore va a leggere dal file di input i dati che gli interessano.3.3.2 Mantenimento datiDato che l’algoritmo è totalmente dinamico è necessario che i dati relativi ai dominisiano salvati su file qualora si voglia poter riavviare la simulazione in un secondomomento. Le modalità di riavvio di una simulazione (come spiegato in [Favaretto, 6,pp. 31]) sono due: mediante file di restart oppure mediante snapshot.Un file di restart contiene una copia della memoria al momento del salvataggio eviene utilizzato solo dal nostro programma pertanto non è necessaria la compatibilitàcon altri codici e si è potuto modificarne il formato in modo tale da salvare anche leinformazioni relative ai domini.Uno snapshot è invece un file contenente solo alcuni dati relativi alle particelle cheservono poi per delle analisi post-simulazione. Il fatto che tale file debba interagire conaltri programmi ha posto immediatamente dei vincoli sul suo formato. La soluzionesi è trovata andando a creare un file aggiuntivo, comune a tutti gli snapshot di unasimulazione, che contiene indicazione su quante particelle ogni processore contenevaal momento del salvataggio dello snapshot e di quale dominio gli competeva.In tale modo è poi possibile andare a recuperare dallo snapshot (che magari è scrittoda più file come si vedrà nella Sez. 4.5 a pag. 33) esattamente la situazione esistente