BSPモデルを用いた 最小スパニング木

並列アルゴリズムについての
調査報告
情報論理工学研究室
07-1-037-0251
太田尚吾
本発表の流れ
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
本研究の目的
並列処理
仮想並列処理
MPI(Message Passing Interface)
最小全域木問題(Minimum Spaning Tree)
Sollinアルゴリズム
検証方法・結果
結論
本研究の目的
MPI (Message Passing Interface)を用いてグ
ラフ問題である最小全域木問題を解き、仮
想並列計算での処理の有用性を検証する。
並列処理
ある一つの処理を複数のプロセッサで行うこと

メリット
・データや処理を分割できる
・故障に強い

デメリット
・複数のプロセッサが必要である
・通信時間が発生する
仮想並列処理
ネットワークを利用し、複数の計算機を並列計算機
として利用できる




安価で並列計算機の構築ができる
容易に並列処理ができる
VPNやMPI,OpenMPなどがある
本研究ではMPIを使用する
MPI(Message Passing Interface)




世界標準を目的に作成されたAPIの規格
移植性が高い
様々な言語がサポートされている
異機種間での通信が考慮されていない
最小全域木(Minimum Spaning
Tree:MST)問題
Sollinのアルゴリズム
v2
4
5
v1
2
v5
4
3
v4
2
2
3
v3
v6
6
Sollinのアルゴリズム
v2
4
5
v1
2
v5
4
3
v4
2
2
3
v3
v6
6
Sollinのアルゴリズム
v2
4
5
v1
2
v5
4
3
v4
2
2
3
v3
v6
6
Sollinのアルゴリズム
v2
2
v5
v1
3
v4
2
3
v3
2
v6
検証方法・結果

計算機4台を用いて、頂点数
10,20,30,40,80,160の重み付無向グラフに
対して、その最小全域木をそれぞれ1,2,3,4
台の計算機で解き、実行時間を測定する
検証方法・結果
処理時間
時間(m秒)
0.002750
0.002500
0.002250
0.002000
頂点数
0.001750
10
0.001500
20
30
0.001250
40
80
0.001000
160
0.000750
0.000500
0.000250
0.000000
1
2
計算機数
3
4
検証方法・結果
全体処理時間
12.000
11.000
10.000
頂点数
9.000
8.000
10
時間 (m 秒 )
7.000
20
6.000
30
5.000
40
4.000
80
3.000
160
2.000
1.000
0.000
1
2
3
計算機数
4
結論・今後の課題




並列処理によって内部処理の時間を短縮
することができた
通信に時間がかかるため、全体の処理時
間は長くなってしまった。
通信環境の向上
通信を考慮したアルゴリズムの使用