-弹棉花
《并行程序设计》课程实验报告
实验
4
：基于
WINDOWS
平台的
MPI
并行程序设计
姓名
葛书衡
张伟哲
软件学院五楼机房
出勤、表现得分
操作结果得分
院系
软件学院
指导教师
实验时间
实验报告
得分
实验总分
学号
1153730109
任课教师
实验地点
实验课表现
一、实验目的
要求：需分析本次实验
的基本目的，并综述你是如何实现这些目的的？
4.1
1
．掌握面向
Intel MPI L
ibrary
建立
Windows
并行
集群环境的方法
;
2
．掌握
Visual
Studio* .NET*
集成开发环境开发
MPI
程序配置方法；
3
．
掌握
MPI
程序设计的基本编写、编译与运行方法
4.2
1
．掌握
MPI
程序设计的基本编写、编译与运行方法
;
2
．掌握
Window
群机环境下
N
体问题的并行程序设计方法；
3
．掌握利用加速比、运行时间、效率等测
度分析并行程序性能
二、实验内容
该部分填写在实验过程中，你都完成了哪些工作。
4.1
一、配置电脑环境。
1.
基本网络设置：关闭杀毒软件、计算机防火墙，将小组里
所有计算机连接到同一个交换机
上，查看每台计算机
ip
，使用
ping
命令测试，保证互相之间能够
ping
通。
2.
网络连接设置：由于需要在
cl
uster
上运行同一个程序，为了实现相互之间能连接成功，要
注意需要保证小组内每台电脑有相同的管理员账户和密码。
例如小组中的账号密码都可以设为
账号：
Administrator
密码：
123456
二、单机上编译运行简单的
test
程序
1.
打
开
test
工程
选择
x64
编译
2.
在项目
->
属性
->VC++
目录
“包含目录”中添加
C:Program Files
(x86)IntelMPI5.0.1.037intel64include;
“库目录”添加
C:Program Files
(x86)IntelMPI5.0.1.037intel64lib;
3.
在项目
->
属性
->Linker
“
Command
Line
”中添加
3.
将
C:Program
Files
(x86)IntelMPI5.0.1.037
intel64bin
里
面
的
.dll
文
件
添
加
到
C:WINDOWSSystem32<
/p>
中
4.
使用<
/p>
intel
编译器编译，生成
.exe<
/p>
文件
5.
执行
（管理员权限打开
CMD
，执行下边的命令）
< br>
smpd
–
install
smpd -start
hydra_service
–
install
hydra_service
–
start
mpiexec
–
register
设置电脑账户和
密码
。
（和步骤一中设置的用户名密码相同）
< br>
6.
使用
-n
<
#
of
processes
>
执行命令，执行成功的话能看到相应的
Hel
lo
World
输出信息。要注意，
多机运行时每台机器上都要有相同的
.exe
文件，且必须放到
相同的
目录下。
7.
运行
mpi
程序（共有窗口和命令行两种方式，但
本次实验使用命令
行方式运行
）
。
Intel(R)
MPI
提供一个命
令行工具程序
，该程序帮助用户以非常灵活的方式支持
MPI
应用。本节对这个工具的使用进行简要说明。
mpiexec
的命令行常见格式（详细格式可以参考<
/p>
mpiexec
-?
返回的帮助，下面
格式的尖括号为
解释）
：
格式
1
：
mpiexec
-n
<# of processes>
格式
2
：<
/p>
mpiexec -host
格式
3
：
mpiexec -machinefile
用
-n
设置本地机上的进程数，
指可执行文件（可包含路径）
，若程序还有
别的命令
行参数，根据需要添加到该命令行后面。
用
-host
设置程序执行的主机，
如以下命令将会运行可执行文件
在主机
lab01
上：
mpiexec
-host lab01
一个
machine file
是一
个包含集群中所有主机名，各主机运行进程数等信息的列表，空行和以
“#”
开头的行都将被忽略。通过重复主机名将会在该主机上增加一个进程，或者直接按格式：< p>
。主机后面的可选参数为该主机上运行的进程数目。主机名称可以在 VS ）是每个进程处理的数据量，这里两个节点一共启动了
选择
name>:
of
processes>
.
描述每个主机
所包含的进程数。如以下
file1
和
file2
是等
效的。
file1:
file2:
host1
host1
：
2
host1
host2
：
2
host2
host3
host2
host3
注：上面运行命令作为参考。具体在运行的时候可
以通过以下方式运行：
mpiexec -hosts 2
LAB01 2 LAB02 3
其中，
hosts
后的参数为主机数，
后面必须跟着特定数目的主机名称
（像这里
2
个主机，
LAB0
1
和
LAB02
）
cmd
中使用
hostname
命令获得。要注意，<
/p>
多机运行时每台机器上的
.exe
文件必
须放到相同的目录下。
9
．要求在
CMD
中尝试多种命令形式，如：
mpiexec -hosts 4 LAB01 2
LAB02 2 LAB03 2 LAB04 3 d:
4.2
1.
在
中打开
nbody
工程，配置
好
MPI
运行环境，编译并运行项目；
2.
进行如下实验并记录数据（实验报告中给出数据并绘图）
3. CMD
命令示例：
mpiexec -hosts 2 Win-7-01 4 Win-7-02 4
C: 4000 500
倒数第二个参数（
4000
）是
body
的总数量，也就是数据规模
最后一个参数（
500
8
个
进程
三、实验结果
记录实验结果。
4.1
一、配置电脑环境。
1.
基本网络设置：关闭杀毒软件、计算机防火墙，将小组里所有计算机连接到同一个交换机
上，查看每台计算机
ip
，使用
ping
命令测试，保证互相之间能够
ping
通。
2.
网络连
接设置：由于需要在
cluster
上运行同一个程序，为了实
现相互之间能连接成功，要
注意需要保证小组内每台电脑有相同的管理员账户和密码。<
/p>
例如小组中的账号密码都可以设为
二、单机上编译运行简单的
test
程序
1.
打
开
test
工程
x64
编译
2.
在
项目
->
属性
->VC++
目录
“包含目录”中添加
C:Program Files
(x86)IntelMPI5.0.1.037intel64include;
“库目录”添加
C:Program Files
(x86)IntelMPI5.0.1.037intel64lib;
3.
在项目
->
属性
->Linker
“
Command
Line
”中添加
3.
将
C:Program
Files
(x86)IntelMPI5.0.1.037
intel64bin
里
面
的
.dll
文
件
添
加
到
C:WINDOWSSystem32<
/p>
中
4.
使用<
/p>
intel
编译器编译，生成
.exe<
/p>
文件
5.
执行（管理员权限打开
CMD
，执行下边的命令）
smpd
–
install
smpd
-start
hydra_service
–
install
hydra_service
–
start
mpiexec
–
register
设置电脑账户和
密码
。
（和步骤一中设置的用户名密码相同）
< br>
6.
使用
-n
<
#
of
processes
>
执行命令，执行成功的话能看到相应的
Hello
World
输出信息。要注意，
多机运行时每台机器上都要有相
同的
.exe
文件，且必须放到相同的
目录下。
7.
运行
mpi
程序（共有窗口和命令行两种方式，但
本次实验
使用命令行方式运行
）
。
实验
4.2 N
体问题
MPI
并行程序剖析与性能分析
1.
在
VS
< br>中打开
nbody
工程，配置好
MPI
运行环境，编译并运行项目；
2.
进行如下实验并记录数据（实验报告中给出数据并绘图）
3. CMD
命令示例：
mpiexec -hosts 2 Win-7-01 4 Win-7-02 4
C: 4000 500
倒数第二个参数（
4000
）是
body
的总数量，也就是数据规模
最后一个参数（
500
）是每个进程处理的数据量，这里两个节点一共启动了
8
个
进程
实验一：
实验一：单机上，数据规模为
4000
时，随每机进程数变
化的运行时间；
进程数
1
2
3
4
5
时间
1.726194
0.863245
0.600248
0.490640
0.725311
一机器一线程
一机器二线程
一机器三线程
一机器四线程
一机器五线程
实验二：相同数据规模为
4000<
/p>
，随每机进程数变化的运行时间
每机进程数
1
2
3
4
单机
1.726194
0.863245
0.600248
0.490640
双机
0.863270
0.434605
0.303161
0.405894
三机
0.575719
0.289725
0.197146
0.233422
四机
0.430948
0.218203
0.153792
0.137138
二机器
1-4
线程
三机器
1-4
线程
四机器
1-4
线程
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