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使用cuda在GPU 实现上实现矩阵
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程序+报告
北航并行课程作业: 在GPU 实现一个矩阵并行乘法程序,要求矩阵大小不小于8000*8000,且元素为双精度浮点数(double)类型;比较并行程序与串行程序的加速比,同时注意排除数据准备时间作程序运行时间。 在现代计算机科学领域,GPU计算已经成为提高程序性能的重要手段。特别是在科学计算和大数据处理领域,利用GPU强大的并行处理能力,可以显著提升程序的运行效率。本篇文章将探讨如何在GPU上实现矩阵乘法的并行计算,并对比并行程序与传统的串行程序在性能上的差异。 矩阵乘法是计算机科学中的一项基础操作,广泛应用于各个领域,如图形处理、物理模拟、机器学习等。然而,当矩阵的维度和元素数量达到一定规模时,串行算法的计算效率将变得低下。因此,采用并行计算技术来优化矩阵乘法变得尤为重要。 CUDA(Compute Unified Device Architecture)是由NVIDIA公司推出的一种通用并行计算架构,它使得开发者能够利用NVIDIA的GPU来解决复杂的计算问题。CUDA提供了丰富的编程接口,允许开发者编写能够在GPU上运行的并行程序。这不仅可以大幅提高计算性能,还可以使CPU从繁重的计算任务中解放出来,专注于处理其他任务。 在本作业中,北航并行课程要求学生使用CUDA实现一个矩阵乘法程序,并要求矩阵的大小不小于8000*8000,且元素类型为双精度浮点数。这是因为双精度浮点数能够提供更高的计算精度,适合科学计算的需求。同时,较大的矩阵大小可以充分发挥GPU的并行处理能力。 在实现并行矩阵乘法时,需要特别注意数据在CPU和GPU之间的传输效率。由于GPU拥有独立的内存空间,因此需要将矩阵数据从主机(CPU)内存复制到设备(GPU)内存中。计算完成后,再将结果从设备内存复制回主机内存。这一过程中涉及的数据传输可能会成为性能瓶颈,因此需要合理安排数据传输和计算的时间,以确保整体性能。 为了评估并行矩阵乘法程序的性能,本作业还要求学生比较并行程序与串行程序的加速比。加速比是衡量并行程序性能提升的一个重要指标,它反映了并行程序相对于串行程序的运行时间缩短了多少倍。由于GPU的并行计算能力,理论上加速比应当远大于1。在进行性能评估时,还需要特别排除数据准备时间,只考虑程序的实际运行时间,这样才能更准确地反映并行计算的性能优势。 在并行程序的开发中,需要注意GPU内存的使用效率,避免内存访问冲突和内存带宽的浪费。合理设计线程块的大小和数量,以及确保每个线程正确地执行其任务,都是实现高效并行矩阵乘法的关键因素。此外,优化算法的设计,比如采用分块算法来减少全局内存访问,也能有效提高程序的性能。 本作业的提交物包括一份详细的报告(HW-MP4-CUDA.pdf)、另一份报告(HW-MP4-SYCL.pdf)、源代码文件以及编译后的可执行程序。报告中将详细说明并行矩阵乘法程序的设计思路、实现方法、性能测试结果以及性能分析等。源代码文件将展示具体的编程实现,而可执行程序则可以直接运行以验证程序的正确性和性能。 本作业不仅要求学生掌握CUDA编程技术,还要求他们能够从理论到实践深入理解并行计算的原理和优化策略。通过这样的课程作业,学生将能够为未来的高性能计算应用打下坚实的基础。
2025-05-30 11:26:28
574KB
cuda
1
北理工-《汇编语言与接口技术》资料-汇编代码:大数
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+计算器+文本比较+贪吃蛇
详情见:https://blog.csdn.net/weixin_50836014/article/details/125687455 一、独立完成部分 1、大数
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。要求实现两个十进制大整数的
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(100位以上),输出乘法运算的结果。 2、结合Windows界面编程和浮点数编程,实现完善的计算器功能,支持浮点运算和三角函数等功能。 3、Windows界面风格实现两个文本文件内容的比对。若两文件内容一样,输出相应提示;若两文件不一样,输出对应的行号。 二、分组完成部分 编写一个游戏程序,如俄罗斯方块、贪吃蛇、扫雷、简单射击类游戏等,题目自拟,要求具备一定功能难度,代码性能高。
2023-03-15 15:29:30
608KB
汇编
1
用int的定点数来做float的
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实现一个精简的 C++ 类, 用int的定点数来做float的
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.
2023-02-15 18:08:48
1KB
定点数
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1
多功能科学计算机的实现,可以解二元一次方程、一元二次方程,进行矩阵相加、相减、
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运算,进行三角函数、阶乘运算
题目:多功能科学计算器 功能要求: (1)解二元一次方程、一元二次方程 (2)进行矩阵相加、相减、
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运算 (3)进行三角函数、阶乘运算 (4)其他功能,略 设计要求: (1)基于C语言,采用面向过程程序设计思想,通过设计业务流程,将设计中待实现的功能划分成若干个子模块,并逐个编程实现,最后通过主函数调用,实现模块功能; (2)程序设计过程中,需划分出子模块功能,并绘制出子模块的程序流程图; (3)程序功能需尽可能完整,必须提供程序运行时出现的任何异常情况的处理方法,以解二元一次方程为例,需考虑到方程无解的情况,并给出处理方法; (4)程序必须配备人机交互功能,程序输入输出可以通过命令行、控制台、文件、键盘等方式; (5)程序运行过程中,需提供文件读取和保存功能,并将运算结果保存到本地磁盘的文件中; (6)编写程序时,需根据待解决的问题,合理的选择数据类型,严禁使用同一种数据类型编程,若运算过程中涉及到小数,一律保留到小数点后两位; (7)人机交互界面布局要合理、美观,若设计过程中涉及到控制台字体大小、背景颜色等设置和清屏操作的,可查阅资料,若功能实现无误,新增的功能作为加分项; (8
2022-12-09 20:26:13
14KB
学生
编程大作业
1
两个十进制数
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并显示乘积
实现一多位十进制数和一个一位十进制数的乘法,被乘数和乘数均以ASCII码形式存放在内存中,结果以十进制数形式显示在屏幕上。
2022-11-30 16:39:09
2KB
十进制数
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1
任意矩阵
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.zip
用keil5打开工程,或者自行提取里面的.s文件。
2022-11-07 16:03:42
102KB
ARM
汇编语言
LPC1768
1
一元多项式的
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(C链表实现).
一元多项式的
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(C链表实现),包括多项式的创建、相加和
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的实现。
2022-11-06 18:43:19
153KB
一元多项式
相乘
C语言
链表
1
用java实现矩阵的转置和矩阵的
相乘
用java实现矩阵的转置和矩阵的
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,就是一个很简单的小程序,初次学java,试着编的,比较简单,仅供参考
2022-11-04 16:22:34
2KB
java
矩阵转置
矩阵相乘
1
Java实现张量
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(tensorflow)
Java实现张量
相乘
(tensorflow)
2022-10-10 09:06:30
5KB
java
张量
矩阵
1
改进的大整数
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快速算法
利用分治法思想,提出一种大整数
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快速算法,减少乘法运算次数,使2个数
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的计算复杂度从O(n)降低到O(1)。根据不同的加法思路,提出累加求和及统一求和2种改进算法,给出2种改进算法的形式化描述,并通过实验给出改进算法和现有的典型大整数位
相乘
算法的时间比较。研究结果表明,该算法能够提高密码算法和信息安全协议的运算效率。
2022-09-28 08:32:06
300KB
大整数相乘;
分治法;
累加求和;
快速算法;
1
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