Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского Учебно-исследовательская лаборатория «Информационные технологии» При поддержке корпорации Интел Нижний Новгород 2004 Исследование библиотек MKL и IPP

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 2 Содержание 1. Введение 2. Библиотеки IPP и MKL 3. Сравнение MKL со стандартными библиотеками 4. Проект IPP «Оптимальный путь» 5. Проект IPP «Распространение волн»

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 3 Введение Целью проекта является наглядная иллюстрация работы библиотек IPP и MKL В связи с этим был обозначен ряд математических задач, программная реализация которых способствует решению данной проблемы

Библиотека IPP Обзор

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 5 Библиотека IPP – это… Широкие возможности Мощный инструмент Удобство использования

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 6 Image processing В этом домене собраны инструменты по работе с изображениями и их частями, например зеркальное отображение, поворот области и т.д. Основное применение в проекте «Оптимальный путь»

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 7 Small Matrices Данный домен был применен в связи с потребностью в использовании и обработки 3D графики Основное применение в проекте «Оптимальный путь»

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 8 Signal processing Этот домен предоставляет возможности по обработке сигналов, таких как алгебраические операции над векторами, функции обрезания векторов и т. д. Основное применение в проекте «Распространение волн»

Библиотека MKL Обзор

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 10 Библиотека MKL Роль Набор функций для решений сложных математических задач Структура BLAS FFT DFT LAPACK ScaLAPACK SparseSolver VML VSL

Сравнение MKL со стандартными библиотеками Гришин Александр Ионов Андрей Никонов Сергей

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 12 Постановка задачи Сравнить MKL с SCSL, ATLAS, HP MLIB на примере следующих задач: умножение матриц решение симметричных систем линейных уравнений методом Холецкого решение общей проблемы собственных чисел Визуализировать генерируемые матрицы

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 13 Метод решения Создать класс реализующий решение выше обозначенных задач Добавить в класс функции, предназначенные для визуализации матриц Произвести различные эксперименты для сравнения быстродействия и точности решения задач Подготовить демонстрацию полученного материала

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 14 Место MKL в проекте Набор функций из BLAS и LAPACK пакетов MKL MKL оптимизирована для работы на процессорах Intel Быстродействие Точность

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 15 Результаты первого этапа Знакомство с IPP и MKL Написаны классы, реализующие решения поставленных задач Написано приложение, которое отображает вид матриц больших размеров Получены сравнительные характеристики MKL и ATLAS (Win XP) Получены сравнительные характеристики MKL и NL(ННГУ) (Win XP)

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 16 Примеры генерируемых и отображаемых матриц Положительно– определённая симметричная с диагональным превосходством Положительно– определённая блочно- диагональная, симметричная с диагональным превосходством

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 17 Блочные матрицы

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 18 Разреженные матрицы с вероятностными распределениями Разброс вокруг диагонали Разброс вокруг центра

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 19 Перемножение матриц A * B = C

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 20 Перемножение матриц A * B = C

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 21 Перемножение матриц A * B = C

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 22 Перемножение матриц A * B = C

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 23 Перемножение матриц A * B = C

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 24 Метод Холецкого dpotrf вектор X dpotrs

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 25 Метод Холецкого dpotrf вектор X dpotrs

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 26 Сравнение MKL и NL(ННГУ) (Pentium Celeron 2.4 Ghz)

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 27 Сравнение MKL и ATLAS (Pentium IV 2.4 Ghz )

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 28 Сравнение MKL и ATLAS (Pentium IV 2.4 Ghz )

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 29 Сравнение MKL и ATLAS (Pentium Celeron 2.4 Ghz)

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 30 Трудности Подключение библиотек, предложенных для сравнения с MKL

Проект IPP Оптимальный путь Бурков Евгений Матросова Екатерина Дурнов Павел

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 32 Постановка задачи Задан рельеф местности и два пункта. Требуется построить между пунктами дорогу, оптимальную по определенному критерию. Оптимальность дороги подразумевает: минимизацию затрат на постройку, максимизацию удобства эксплуатации.

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 33 Представление поверхности Радиальные функции Формула расчета поверхности

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 34 Место IPP в проекте Image Processing Расчет двумерной поверхности Small Matrices Расчет трехмерной поверхности

Полученные результаты

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 36 Планы В дальнейшем планируется приступить к непосредственному построению оптимального пути по просчитанной поверхности.

Проект IPP Распространение волн Бадер Алексей Вершинина Елена Зебрин Дмитрий Стариков Василий

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 38 Постановка задачи Реализация алгоритмов вычисления распространяющейся волны с помощью функций библиотеки IPP Графическая визуализация распространения сферических и плоских волн

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 39 Место IPP в проекте Image Processing Алгоритмы вычисления: сферических и плоских волн суммы нескольких волн Обработка результатов

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 40 Полученные результаты Два метода вычисления волны: с непосредственным пересчетом изображения перед каждым выводом с предварительным вычислением волны в течение периода и дальнейшим циклическим отображением

ВМК ННГУ март 2004 Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel 41 Полученные результаты Возможности приложения: задание источников в режиме диалога работа с анимацией сохранение параметров в виде текстового файла загрузка параметров из текстового файла