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多核程序设计第七章 MPI编程及性能优化 2008年8月25日 MPI简介 —MPI及其历史（续） MPI标准定义了一组具有可移植性的编程接口。 典型的实现包括开源的MPICH、LAM MPI以及不开源的INTEL MPI。 MPI简介 —典型MPI实现简介 典型MPI实现简介 MPICH Intel MPI 典型MPI实现简介 —MPICH MPICH是影响最大、用户最多的MPI实现。 开放源码； 与MPI标准同步发展； 支持多程序多数据（Multiple Program Multiple Data，MPMD）编程和异构集群系统； 支持C/C++、Fortran 77 和Fortran 90的绑定；对Fortran的支持提供了头文件mpif.h和模块两种方式； 支持类Unix和Windows NT平台； 支持环境非常广泛，包括多核、SMP、集群和大规模并行计算系统； /mpi/mpich 典型MPI实现简介 —Intel MPI Intel MPI 提供了名为Direct Access Programming Library （DAPL）的中间层来支持多架构，兼容多种网络硬件及协议，优化网络互联。 MPI程序特点 —SPMD MPI程序特点 —MPMD（续） （a）是一个管理者(Master)/工人(Worker)类型的MPMD程序，由一个Master(prog_a)来控制整个程序的执行，将任务分配给Worker(prog_b)来完成工作。 （b）联合数据分析程序MPMD程序。在大部分的时间内，不同的程序各自独立的完成自己的任务，并在特定的时候交换数据。耦合性最少，通信也少，更容易获得好的并行加速效果。 （c）是流式的MPMD程序，程序运行由prog_a、prog_b和prog_c组成，这三个程序之间是典型的串行执行。在这种情况下，并行性的取得依赖于执行大量的任务，通过这种流水线获得性能加速。 MPICH的安装和配置 MPICH的安装和配置 在LINUX上安装和配置MPICH-2 在Windows上安装和配置MPICH-2 MPICH的安装和配置 —Linux 在LINUX上安装和配置MPICH-2 Step 1: MPICH-2的下载 软件的稳定版本可在/mpi/mpich2/index.htm#download下载。 Step 2: MPICH-2的安装 安装之前先利用autoconf机制进行配置。最基本地，通过configure脚本指定安装目标路径即可。我们这里的安装路径设为/home/test/mpich2-1。相应的命令行为： ./configure --prefix=/home/test/mpich2-1 如果配置成功，使用make;make install命令即可完成软件包安装。 MPICH的安装和配置 —Linux（续） Step 3： MPICH-2的配置与验证 MPI进程的创建、启动和管理需借助进程管理器（PM）来完成。本章的测试环境均使用mpd。 安装成功后，还需要进一步配置MPICH的执行环境。可能的工作有以下几部分。 需要Python软件 MPD由python实现的一组工具构成，因此首先需确保机器上已经安装了正确版本的python解释器， 设置主目录下的mpd.hosts文件 mpdboot在主机上启动mpd进程，形成MPI运行时环境，目标主机列表由$HOME/mpd.hosts文件指定。 配置SSH无密码登录 在利用mpdboot启动之前，需配置集群环境支持节点间的无密码登录，该功能需要ssh的支持。 命令和手册页路径的配置 MPICH的安装和配置 —Linux（续2） Step 4： 启动MPD 在安装和上述配置结束后，即可启动mpd进程，创建mpi运行时环境了。具体的命令为： Mpiboot Step 5：应用程序的编译、链接 为简化链接过程，MPICH环境提供了形如mpicc，mpif77，mpif90等编译脚本。可以在源码目录中，通过如下命令来完成编译和链接： mpicc –o mypi cpi.c Step 6: MPI程序的运行 MPI-2标准建议使用mpiexec代替mpirun来启动应用程序。MPICH2实现了mpiexec标准并通过mpd对标准作了适当扩展。 MPICH的安装和配置 —Windows 在Windows上安装与配置MPICH-2 下面以Microsoft Visual Studio .Net 2003为例说明编写MPI程序的步骤。 第一步：建立Visual Studio .Net 2003项目，创建命令行界面的应用程序即可。 第二步：将mpich2\include加入到头文件目录中，配置选项在菜单