参加活动详情：https://developers.hisilicon.com/postDetail?tid=02102154262223765013                                                    指导单位：国际星闪无线短距通信联盟                                                                    主办单位：华为技术有限公司、海思技术有限公司                                                          协办单位：江苏润和软件股份有限公司

本次课程项目通过对埃拉托斯特尼筛法的原理分析，将其与MPI并行运算结合，大大降低了运算时间和时间复杂度。埃拉托斯特尼筛法（sieve of Eratosthenes），简称埃氏筛，也称素数筛，是简单且历史悠久的筛法，用来找出一定范围内所有素数。在寻找整数Ｎ以内的素数时，古希腊数学家埃拉托斯特尼采用了一种与众不同的方法：先将２－Ｎ的各数写在纸上：在２的上面画一个圆圈，然后划去２的其他倍数；第一个既未画圈又没有被划去的数是３，将它画圈，再划去３的其他倍数；现在既未画圈又没有被划去的第一个数是５，将它画圈，并划去５的其他倍数…… 依此类推，一直到所有小于或等于Ｎ的各数都画了圈或划去为止。这时，画了圈的以及未划去的那些数正好就是小于Ｎ的素数。以25为例，详细列出算法如下：列出2以后所有数： 2, 3 ,4 ,5, 6 ,7 ,8 ,9 ,10 ,11 ,12 ,13 ,14 ,15 ,16 ,17 ,18 ,19, 20 ,21 ,22, 23, 24 ,25标记第一个质数2标记2的倍数如果最大数不大于最后一个标出的素数的平方，那么剩下的所有的数都是质数，否则回到第二步本例中，25大于2的平方，返回第二步；2之后第一个质数是3，标记3的倍数；得到的质数是2、3，25仍大于3的平方，再次返回第二步；3之后第一个质数是5，标记5的倍数；得到的质数是2、3、5，25是5的平方，筛选完毕。去掉标记的数，25以内的质数是$$ 2\text{，}3\text{，}5\text{，}7\text{，}11\text{，}13\text{，}17\text{，}19\text{，}23 $$给出其C语言串行实现：int prime[100005]; bool is_prime[1000005]; int eratosthenes(int n) { int p = 0; for (int i = 0; i <= n; i++) { is_prime[i] = true; } is_prime[0] = is_prime[1] = 0; for (int i = 2; i <= n; i++) { if (is_prime[i]) { prime[p++] = i; if (1ll * i * i <= n) { for (int j = i * i; j <= n; j += i) { is_prime[j] = 0; } } } } return p; }下面使用并行计算加快这一筛法将数组分为p个连续的块,每个块大小基本相等。平衡负载要给每个进程分配$ \lfloor \frac{n}{p} \rfloor $或$ \lceil \frac{n}{p} \rceil $ 个元素,我们考虑下面这种不同的实现方法：进程i控制的第一个元素是$ \lfloor in/p \rfloor $，最后一个元素是 $ \lfloor \left( i+1 \right) n/p \rfloor -1 $，对于特定元素j，控制他的进程是$ \lfloor \left( p\left( j+1 \right) -1 \right) /n \rfloor $。我们将数组2，3，……n 分配给p个进程，令$$ low_value=2+\lfloor id*\left( n-1 \right) /p \rfloor $$ $$ high_value=1+\lfloor \left( id+1 \right) *\left( n-1 \right) /p \rfloor $$我们用进程0来储存步骤中用于筛选的k（即2到$\sqrt{n}$的质数），所以程序运行的前提必须要求$$ 2+proc0_size>=(int)sqrt((doubt)n) $$ 对每一个进程都要提供一个marked[size]这样的数组，prime保存当前用于筛选的质数，first表示进程id中第一个要被筛掉的数对应的marked数组的下标。index用于步骤中找到比prime大的未被标记的数中最小的那个数，index为0进程专属。核心部分的程序为：if(!id) index=0;//0进程专属 prime=2;//最开始用2去筛选 do{ //找到第一个被prime筛掉的数 if(prime*prime>low_value) first=prime*prime-low_value; else if(!(low_value%prime)) first=0; else first=prime-(low_value%prime); //筛数，筛掉的数对应marked数组相应位置赋值为1，做标记 for(i=first;i<size;i+=prime) marked[i]=1; //在0进程中找到比prime大的未被标记的数中最小的那个数，用这个质数做新的prime去筛选。 if(!id){ while(marked[++index]); prime=index+2;//marked[0]对应自然数2 } //把0进程找到的新的prime更新其他进程的prime的值 MPI_Bcast(&prime,1,MPI_INT,0,MPI_COMM_WORLD); }while(prime*prime<=n);结合MPI并行运算分析可能的几种并行化改造方案：特定线程剔除特定数：优点：直观；缺点：2的倍数最多，3的倍数次多，前几个 进程几乎决定了总的运算时间，成为瓶颈。按照可用进程数分段： 将待筛选的数字分为不同的段，每个段包含连续的一部分数字。 首先，每个进程独立地筛选其分配到的段中的素数。 接下来，进程间进行通信，共享各个进程的筛选结果，以便确定进一步筛选的范围。重复上述步骤，直到完成筛选过程。在此基础上，我们又将时间复杂度具体化，分析了各部分对于时间复杂度的影响，由此提出了删除偶数和消除广播两种降低时间复杂度的方法，在1E5、1E7、1E9、1E10四个量级的数据上基本都能降低一半的运行时间。根据最终运行时间图像可以发现，在一定规模的数据量下，随着进程数量的增加，运行时间是逐渐减小的，同时在1E9和1E10规模的图像中发现，去除偶数的算法耗费的时间略高于优化通信的时间，说明任务在线程中通信花费的时间较多，在1E5规模下时间随进程增大也能说明这一结论。

各位亲爱的版主们，大家好！经过大家一个月的努力角逐，8月外部版主激励评比结果已出炉，数据公示如下，请查看！（在新标签页打开图片可查看清晰大图/见附件）·外部版主激励规则：点击了解更多转正礼/基础任务/额外任务（在线时长15小时+，主题帖15+，回帖30+，技术长文5+/原创技术干货1+，合集1+，有效回复问题求助帖10+，话题互动1+，完成这4项指标可获对应价值的代金券/实物礼品）请完成任务获得激励的版主，点击填写激励发放意愿统计问卷反馈截止时间：2023年9月10日，以便小编进行相应的激励发放。注：在线时长数据达标后，才会再去考察达标版主的三项任务完成情况；主题数+回帖数达标后，才会再去考察达标版主的技术长文数量情况。

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当前有以下需求： 实现一个用于计算（包括加减乘除）的小程序：  接受用户输入的计算式（如：3*4+1.1）；  计算值；  将计算过程中涉及到的符号存储在元组中；  将计算中涉及到的值去重后存在列表里面（由大到小排列）； 最后将计算过程存在字典里面（如 {"3*4+1.1":13.1} ） 本小白的代码是：numbers_count = input("请输入计算式：")print("您的结果为：", eval(numbers_count))symbol = {"+", "-", "*", "/", "%", "//", "**"}symbol_count = set({})for i in numbers_count:    if i in symbol:        symbol_count.add(i)symbol_tuple = tuple(symbol_count)print(symbol_tuple)numbers_all = {"1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "0"}numbers = set({})for i in numbers_count:    if i in numbers_all:        numbers.add(i)numbers_list = list(numbers)numbers_list.sort(reverse=True)print(numbers_list)numbers_dic = {numbers_count : eval(numbers_count)}print(numbers_dic)输入：5*3+3/4-3-4-5输出结果：请输入计算式：5*3+3/4-3-4-5您的结果为： 3.75('/', '*', '+', '-')['5', '4', '3']{'5*3+3/4-3-4-5': 3.75}本小白的思路是：1.为达成接受用户输入的计算式，需使用input函数2.为计算用户输入值，需使用eval 函数3.为计算过程中涉及到的符号存储在元组中，先创建一个包含所有符号的集合和一个空的集合。通过for和if，遍历用户输入的计算式的每个元素，并判断其是否在包含所有符号的集合中4.为计算中涉及到的值去重后存在列表里面（由大到小排列），与上面的方法类似。但是需额外使用numbers_list.sort(reverse=True)，对数字进行排序&为了实现去重，可以将出现的数字放入集合中，最后再将集合转为列表。5为计算过程存在字典里面，需创建字典。作者使用的是x = {'a':'A','b':"B",'c':3}方法，除此之外课上还教了X = dict(a='A',b="B", c=3)和x = dict([("a", "A"),("b", "B"),("c",3)])方法。代码说明：numbers_count = input("请输入计算式：")#获得用户输入值print("您的结果为：", eval(numbers_count))#通过eval函数直接算出结果symbol = {"+", "-", "*", "/", "%", "//", "**"}#创建包含所有符号的集合symbol_count = set({})for i in numbers_count:    if i in symbol:        symbol_count.add(i)#以上为遍历+判断symbol_tuple = tuple(symbol_count)#转为元组类型print(symbol_tuple)numbers_all = {"1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "0"}numbers = set({})for i in numbers_count:    if i in numbers_all:        numbers.add(i)numbers_list = list(numbers)numbers_list.sort(reverse=True)#使用sort函数进行排序print(numbers_list)numbers_dic = {numbers_count : eval(numbers_count)}print(numbers_dic)写在最后，作者本科商科，从未碰过代码。因，研究生专业为区块链技术，不得已开始自学编程。以上帖子仅为作者对该任务的一些粗浅认识，如果其中文字或者代码有误，希望各位大神/大佬/前辈不吝赐教，谢谢！！！

任务:计算猴子吃桃问题。猴子第 1 天摘了若干个桃子，当即吃了一半零一个；第 2 剩下的吃了一半零一个，一次循环。到第十天时想吃就剩下一个桃子。求第一天摘了几个桃子？本小白的代码是：j = 1for i in range(1,10):    j = (j+1)*2print(j)输出结果为：1534 本小白的思路是：属于数学的递归问题，在高中一个用数列的方式解决（也许）。但是，在Python中，可以利用for in range进行循环。D9=X/2-1=D10，因此推导出，D9=2*（D10+1），即f{x+1}=2[f(x)+1]所以，j = (j+1)*2。写在最后，作者本科商科，从未碰过代码。因，研究生专业为区块链技术，不得已开始自学编程。以上帖子仅为作者对该任务的一些粗浅认识，如果其中文字或者代码有误，希望各位大神/大佬/前辈不吝赐教，谢谢！！！