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中 南 大 学 CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 基于MPI的并行计算程序设计测试报告 学 院： 软件学院 专 业： 软件工程 学 号： 姓 名： 指导教师： 20**-**-** 基于MPI的并行计算程序设计测试报告 并行计算概述 采用并行计算的原因： 串行程序速度提升缓慢。从串行程序的发展来讲，一方面，物理速度渐变发展，芯片速度每18个加快一倍，而内存传输率每年加快9%。另一方面，物理极限无法突破，芯片晶体管接近了原子极限，传输速度不可能超过光速。 可以加快速度。更短的时间内解决相同的问题，相同的时间内解决更多的复杂的问题。 可以加大规模。并行计算可以计算更大规模的问题。 并行计算简介 并行计算（Parallel Computing）是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程。为执行并行计算，计算资源应包括一台配有多处理机（并行处理）的计算机、一个与网络相连的计算机专有编号，或者两者结合使用。并行计算的主要目的是快速解决大型且复杂的计算问题。此外还包括：利用非本地资源，节约成本使用多个“廉价”计算资源取代大型计算机，同时克服单个计算机上存在的存储器限制。为利用并行计算，通常计算问题表现为以下特征：将工作分离成离散部分，有助于同时解决；随时并及时地执行多个程序指令；3.多计算资源下解决问题的耗时要少于单个计算资源下的耗时。 MPI简介 MPI是一个库而不是一门语言许多人认为MPI就是一种并行语言这是不准确的。但是按照并行语言的分类，可以把FORTRAN+MPI或C+MPI， 看作是一种在原来串行语言基础之上扩展后得到的并行语言。MPI库可以被FORTRAN77/C/Fortran90/C++调用，从语法上说，它遵守所有对库函数/过程的调用规则和一般的函数/过程没有什么区别。 MPI是一种标准或规范的代表而不特指某一个对它的具体实现迄今为止所有的并行计算机制造商都提供对MPI的支持可以在网上免费得到MPI在不同并行计算机上的实现一个正确的MPI程序可以不加修改地在所有的并行机上运行。 MPI是一种消息传递编程模型并成为这种编程模型的代表和事实上的标准MPI虽然很庞大但是它的最终目的是服务于进程间通信这一目标的。 MPI编程 在基于MPI编程模型中，计算是由一个或多个彼此通过调用库函数进行消息收、发通信的进程所组成。在绝大部分MPI实现中，一组固定的进程在程序初始化时生成，一般情况下，一个处理器只生成一个进程。这些进程可以执行相同或不同的程序（相应地称为单程序多数据（SPMD)或多程序多数据（MPMD)模式）。进程间的通信可以是点到点的，也可以是集合的。MPI只是为程序员提供了一个并行环境库，程序员通过调用MPI的库程序来达到程序员所要达到的并行目的，MPI提供C语言和Fortran语言程序接口其中的6个最基本的函数就能编写一个完整的MPI程序去求解很多问题。MPI_INIT；2.MPI_FINALIZE；3.MPI_COMM_SIZE 确定进程数MPI_COMMON_RANK 确定自己的进程标识符MPI_SEND：发送一条消息MPI_RECV：接收一条信息 图1  并行程序设计及测试准备工作 准备工作： - 操作系统分别为Win seven 和Win 2008 server - Microsoft .NET Framework 2.0 - Microsoft Visual C++ 6.0 - mpich2-1.0.6p1-win32-ia32.msi ：mpich2的安装文件在两台机器上分别安装Microsoft .NET Framework 2.0和2.2 在两台机器上分别安装mpich2-1.0.6p1-win32-ia32.msi；2.3 安装完成后，其目录结构如下（假定安装路径为 D:\Program Files\MPICH2 ）： 图2 2.4 将...\MPICH2\bin（即安装目录，如：D:\Program Files\MPICH2\bin）添加至系统环境变量path中。单机测试 mpich2 。测试前首先需要注册一个用户，具体操作如下：开始--所有程序--MPICH2--wmpiregister.exe：  ?需要说明：该用户名须为有效的操作系统管理员账户，密码对应为系统登录密码。接下来，测试时有两种方式可供选择：GUI界面和命令行。 GUI方式：开始--所有程序--MPICH2--wmpiexec.exe； 命令行方式：mpiexec?? D:\ProgramFiles\MPICH