西南科技大學(xué)科學(xué)計(jì)算導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)報(bào)告1

科學(xué)計(jì)算導(dǎo)論科學(xué)計(jì)算導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)號(hào)姓名班級(jí)實(shí)驗(yàn)名稱并行計(jì)算MPI報(bào)告時(shí)間2020.11.28成績一、實(shí)驗(yàn)過程1.1實(shí)驗(yàn)基本內(nèi)容與要求介紹并行計(jì)算消息接口MPI的定義，應(yīng)用背景與基本概念。在windows系統(tǒng)上安裝MPI。運(yùn)行基于MPI的兩個(gè)程序。1.2實(shí)驗(yàn)過程MPI安裝及環(huán)境配置：官網(wǎng)下載mpich2-1.4.1p1-win-x86-64.msi，運(yùn)行。按教程操作即可。在環(huán)境變量里配置path，指向安裝目錄下的bin文件。打開bin目錄下的wmpiregister.exe”文件，如圖，輸入電腦用戶名及密碼。以管理員身份運(yùn)行cmd,輸入命令“smpd-install-phrase…”，運(yùn)行后“MPICH2ProcessManager,ArgonneNationalLabinstalled.” 即成功。打開屬性頁面，點(diǎn)擊C/C++中的附加包含目錄綁定到安裝目錄下的include文件。打開鏈接器的附加庫目錄，綁定安裝目錄下的lib文件。然后展開“鏈接器”，點(diǎn)擊“輸入”，在右側(cè)第一項(xiàng)“附加依賴項(xiàng)”，前面加上mpi.lib;完成。程序運(yùn)行：運(yùn)行程序，生成exe文件。然后在wmpiexec.exe中運(yùn)行。二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果在cmd終端窗口使用命令mpiexec-n啟動(dòng)線程‘Helloword’程序:計(jì)時(shí)函數(shù)的使用：三、實(shí)驗(yàn)分析MPI是一個(gè)跨語言的通訊協(xié)議，用于編寫并行計(jì)算機(jī)。支持點(diǎn)對點(diǎn)和廣播。MPI是一個(gè)信息傳遞應(yīng)用程序接口，包括協(xié)議和和語義說明，它們指明其如何在各種實(shí)現(xiàn)中發(fā)揮其特性。1.Mpi主要應(yīng)用場景:應(yīng)用也主要是高性能計(jì)算，超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。使用高性能計(jì)算和超級(jí)計(jì)算機(jī)的領(lǐng)域常見的有氣象，金融，生物，科研等等.2.Mpi優(yōu)點(diǎn):無論硬件是否共享內(nèi)存空間，都可以使用。（但是線程間不共享內(nèi)存空間）

每個(gè)線程有自己的內(nèi)存和變量，這樣不用擔(dān)心沖突問題.3.普通C/C++程序與MPI程序的區(qū)別: MPI程序是基于消息傳遞的并行程序。(消息傳遞指的是并行運(yùn)行的各個(gè)進(jìn)程具有自己獨(dú)立的堆棧和代碼段，作為互不相關(guān)的多個(gè)程序獨(dú)立運(yùn)行，進(jìn)程之間的信息交互全然通過顯示地調(diào)用通信函數(shù)來完畢。) 普通C/C++程序:C語言是面向過程,C++是面向?qū)ο?二者都是串行單獨(dú)運(yùn)行附錄：（實(shí)現(xiàn)代碼粘貼于此處，含不少于總代碼量1/2的注釋內(nèi)容）開發(fā)語言/版本C++編譯環(huán)境/編譯器Vs2015運(yùn)行環(huán)境（操作系統(tǒng)，版本，32/64位）Windows10，MPICH2，64位‘Helloword’程序:#include<stdio.h>#include<mpi.h>intmain(intargc,char*argv[]){intmyrank,nprocsMPI_Init(&argc,&argv);;//初始化MPI環(huán)境MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&nprocs);//獲取當(dāng)前進(jìn)程在通MPI_COMM_WORLD中的進(jìn)程號(hào)MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&myrank);printf("Hellow,world!%dthoftotalTaskNum=%d\n",myrank,nprocs);MPI_Finalize();return0;}計(jì)時(shí)函數(shù)的使用：#include"mpi.h"#include<stdio.h>#include<windows.h>intmain(void){intmyrank,nprocs,name_len,flag;doublestart_time,end_time;charhost_name[20];MPI_Initialized(&flag);//判斷MPI_Init是否已執(zhí)行fprintf(stderr,"flag:%d/n",flag);MPI_Init(0,0);//初始化mpi執(zhí)行環(huán)境MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&myrank);//標(biāo)識(shí)進(jìn)程組,返回調(diào)用進(jìn)程的標(biāo)識(shí)號(hào)MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&nprocs);//標(biāo)識(shí)進(jìn)程當(dāng)中有多少個(gè)進(jìn)程組MPI_Get_processor_name(host_name,&name_len);//返回進(jìn)程所在的處理器名稱if(myrank==0){fprintf(stderr,"PrecisionofMPI_WTIME():%f.\n",MPI_Wtick());//MPI_Wtick則返回MPI_Wtime結(jié)果的精度fprintf(stderr,"HostName:%s\n",host_name);}start_time=MPI_Wtime();Sleep(myrank*3);end_time=MPI_Wtime();//MPI_Wtime返回一個(gè)雙精度數(shù)消耗時(shí)間秒數(shù)fp