《I并行程序设计》ppt课件

1、MPI并行程序设计提纲1. MPI的定义2. 系统配置3. MPI编程解析4. MPI实例提纲1. MPI的定义2. 系统配置3. MPI编程解析4. MPI实例MPI的定义 n关于关于MPIMPI三个不同侧面的定义三个不同侧面的定义对对MPIMPI的定义是多种多样的，但不外乎下面三个方的定义是多种多样的，但不外乎下面三个方面，它们限定了面，它们限定了MPIMPI的内涵和外延。的内涵和外延。n(1)MPI(1)MPI是一个库，而不是一门言语。是一个库，而不是一门言语。许多人以为许多人以为MPIMPI就是一种并行言语，这是不准确的。就是一种并行言语，这是不准确的。但是按照并行言语的分类，可以把但

2、是按照并行言语的分类，可以把FORTRAN+MPIFORTRAN+MPI或或C+MPIC+MPI，看作是一种在原来串行言语根底之上扩展后得，看作是一种在原来串行言语根底之上扩展后得到的并行言语。到的并行言语。nMPIMPI库可以被库可以被FORTRAN77/C/Fortran90/C+FORTRAN77/C/Fortran90/C+调用，从语法上说，它调用，从语法上说，它遵守一切对库函数遵守一切对库函数/ /过程的调用规那么，和普通的函数过程的调用规那么，和普通的函数/ /过程没有什么区别。过程没有什么区别。MPI的定义n(2) MPI(2) MPI是一种规范或规范的代表，而不特指某一个对是一

3、种规范或规范的代表，而不特指某一个对它的详细实现。它的详细实现。迄今为止，一切的并行计算机制造商都提供对迄今为止，一切的并行计算机制造商都提供对MPIMPI的支持，可以在网上免费得到的支持，可以在网上免费得到MPIMPI在不同并行计算在不同并行计算机上的实现机上的实现(mpich/chimp/lam)(mpich/chimp/lam)，一个正确的，一个正确的MPIMPI程序，程序，可以不加修正地在一切的并行机上运转。可以不加修正地在一切的并行机上运转。n(3)MPI(3)MPI是一种音讯传送编程模型，并成为这种编程模是一种音讯传送编程模型，并成为这种编程模型的代表和现实上的规范。型的代表和现实

4、上的规范。nMPIMPI虽然很庞大，但是它的最终目的是效力虽然很庞大，但是它的最终目的是效力于进程间通讯。于进程间通讯。提纲1. MPI的定义2. 系统配置3. MPI编程解析4. MPI实例系统配置n必需的软件包nmpich2-*.*.tar.gz (/pub/mpi/)nbinutils (autoconf, automake)nC compilern假设他需求用Fortran-77、Fortran-90、C+编写MPI程序，那么必需安装相应的编译器nPython 2.2 or later系统配置n安装n./configure -prefix=/usr/

5、local/mpich2 -enable-sharedlibs=gccnmakenmake installn设置环境变量nvim $HOME/.bashrcnexport PATH=/usr/local/mpich2/bin:$PATHnrootnode01 bin# which mpdn/usr/local/mpich2/bin/mpd系统配置nMPICH密令配置nmpd是mpi的进程管理器，欲启动mpi作业需首先对mpd进展配置，设置好mpd环相互通讯的密令nvim /etc/mpd.confn MPD_SECRETWORD=yourwordnchmod 600 /etc/mpd.conf

6、系统配置n本地运转程序测试nrootnode01 bin# mpd &n 1 2969nrootnode01 bin# mpdtrace -ln node01_38927 (71)nrootnode01 bin# mpiexec -n 1 /bin/hostnamen node01nrootnode01 bin# mpdallexitn rootnode01 bin#系统配置在一组结点上建立mpd环配置vim $HOME/mpd.hostsvim /etc/hosts交换密钥，使得登录结点无需输入密码ssh-keygen t rsascp cat $HOME/.ssh

7、/id_rsa.pub $HOME/.ssh/authorized_keysscp /etc/mpd.conf启动mpdboot -n -f mpd.hosts系统配置n查看mpd环的信息nrootnode01 # mpdboot -n 10 -f mpd.hosts nrootnode01 # mpdtrace -lnnode01_52737 (71)nnode05_57874 (75)nnode10_46474 (80)nnode04_44059 (74)nnode03_39268 (1

8、73)nnode02_41483 (72)nnode08_57202 (78)nnode09_45880 (79)nnode07_54456 (77)nnode06_37627 (76)系统配置n运转及调试MPI作业nmpiexec n process_num host host_name executablenmpiexec gdbnmpiexec -helpnmpdlistjobs提纲1. MPI的定义2. 系统配置3. MPI编程解析4

9、. MPI实例nC言语MPI程序的典型构造：n #include “mpi.hn n int main(int argc, char *argv)n n int myrank, size;n int namelen;n char processor_nameMPI_MAX_PROCESSOR_NAME; n MPI_Init(&argc,&argv);n MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&myrank);n MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&size);n MPI_Get_processor_name(processor_name,&name

10、len); n MPI_Finalize();n nMPI编程解析头文件头文件变量声明变量声明MPI程序初始化程序初始化MPI程序执行部分程序执行部分MPI程序终了程序终了nMPI点对点音讯传送nMPI_Send(void * buf, int count, MPI_Datatype datatype,nint dest, int tag, MPI_Comm comm)nMPI_Recv(void * buf, int count, MPI_Datatype datatype,nint source, int tag, MPI_Comm comm,MPI_Status status)MPI编程

11、解析进程0进程1MPI_SendMPI_RecvMPI群体通讯广播 (Broadcast) ：Int MPI_Bcast ( void *buffer, int count, MPI_Datatype datatype, int root, MPI_Comm comm ) MPI_Bcast 是从一个序号为 root 的进程将一条音讯广播发送到进程组内的一切进程。MPI编程解析n例：进程 0 向组内其他进程广播发送100个整型数。nMPI_Comm comm; nint array 100; nint root = 0;n.nMPI_Bcast ( array , 100 , MPI_INT

12、, root , comm ); 进程0进程1进程n-1MPI编程解析MPI群体通讯归约(Reduce) ：int MPI_Reduce ( void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, int root, MPI_Comm comm )MPI_Reduce将组内每个进程输入缓冲区中的数据按 op 操作组合起来，并将其结果前往到序号为 root 的进程的输出缓冲区中。MPI编程解析reduce操作:进程0进程1进程n-1 : :reduce( );reduce( ); : : : :reduce( );reduce( ); : : : :reduce( );reduce( ); : :MPI编程解析提纲1