西南科技大學科學計算導論實驗報告1

科學計算導論科學計算導論實驗報告學號姓名班級實驗名稱并行計算MPI報告時間2020.11.28成績一、實驗過程1.1實驗基本內容與要求介紹并行計算消息接口MPI的定義，應用背景與基本概念。在windows系統上安裝MPI。運行基于MPI的兩個程序。1.2實驗過程MPI安裝及環(huán)境配置：官網下載mpich2-1.4.1p1-win-x86-64.msi，運行。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。以管理員身份運行cmd,輸入命令“smpd-install-phrase…”，運行后“MPICH2ProcessManager,ArgonneNationalLabinstalled.” 即成功。打開屬性頁面，點擊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”，點擊“輸入”，在右側第一項“附加依賴項”，前面加上mpi.lib;完成。程序運行：運行程序，生成exe文件。然后在wmpiexec.exe中運行。二、實驗結果在cmd終端窗口使用命令mpiexec-n啟動線程‘Helloword’程序:計時函數的使用：三、實驗分析MPI是一個跨語言的通訊協議，用于編寫并行計算機。支持點對點和廣播。MPI是一個信息傳遞應用程序接口，包括協議和和語義說明，它們指明其如何在各種實現中發(fā)揮其特性。1.Mpi主要應用場景:應用也主要是高性能計算，超級計算機領域。使用高性能計算和超級計算機的領域常見的有氣象，金融，生物，科研等等.2.Mpi優(yōu)點:無論硬件是否共享內存空間，都可以使用。（但是線程間不共享內存空間）

每個線程有自己的內存和變量，這樣不用擔心沖突問題.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行的各個進程具有自己獨立的堆棧和代碼段，作為互不相關的多個程序獨立運行，進程之間的信息交互全然通過顯示地調用通信函數來完畢。) 普通C/C++程序:C語言是面向過程,C++是面向對象,二者都是串行單獨運行附錄：（實現代碼粘貼于此處，含不少于總代碼量1/2的注釋內容）開發(fā)語言/版本C++編譯環(huán)境/編譯器Vs2015運行環(huán)境（操作系統，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);//獲取當前進程在通MPI_COMM_WORLD中的進程號MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&myrank);printf("Hellow,world!%dthoftotalTaskNum=%d\n",myrank,nprocs);MPI_Finalize();return0;}計時函數的使用：#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);//標識進程組,返回調用進程的標識號MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&nprocs);//標識進程當中有多少個進程組MPI_Get_processor_name(host_name,&name_len);//返回進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返回一個雙精度數消耗時間秒數fp