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  • MPI并行计算 矩阵乘法

    2018-05-31 19:37:40
    MPI并行计算 矩阵乘法 如果是10000个线程的话可能会出问题
  • MPI并行计算学习资料,包含课程报告、学习参考书、MPI/CUDA并行程序参考样例源码,适合期末复习、课程报告参考。
  • 基于MPI并行计算的高斯消元法程序,一个课程设计的任务。
  • centos mpi并行计算环境搭建

    不得不吐槽一下,我刚开始用的CentOS 7搭了好几天不是这里错就是那里错,然后我觉得可能是系统与mpich2不兼容,于是就换了CentOS 5,但是发现出现同样的问题。主要出现的问题是能够启动节点的mpd,但是mpdtrace和mpdallexit命令执行会出错。思来想去,之前好像误打误撞能够执行这两个命令(但那时候不能运行双节点),那时候mpich2不是在root下安装的,于是我觉得是root安装的问题,果不其然,在非root用户下弄好了,真是心累!废话不多说,说下过程,以免以后要搭的时候又出bug,也给大家一个参考。

    环境说明

    VMware Workstations Pro下的两台CentOS 5.5虚拟机

    配置虚拟机的静态ip及修改hostname

    • 配置静态IP(这是在已经建立虚拟机之后)
      不想写太多文字,直接贴图

      ![Alt text](https://img-blog.csdn.net/20170206130611593?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvbHZteTM=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast)

      把VMnet8中的“使用本地DHCP…”勾掉,子网自己可以设,我是用默认的,然后“应用”
      Alt text

      进虚拟机后,应该是上不了网,此时就要配置/etc/sysconfig/network-scrips/ifcfg-eth0,随便你用什么编辑该文件,笔者直接用gedit(boot下),修改如下(可能你的跟我的不太一样,但是大同小异):
      DEVICE=eth0
      BOOTPROTO=static
      IPADDR=192.168.253.5
      NETMASK=255.255.255.0
      HWADDR=00:0C:29:EE:09:04#这一行为默认,如果克隆虚拟机则需要求改
      ONBOOT=yes
      DNS1=192.168.253.2#这一行与默认网关相同,可在虚拟网络编辑器的VMnet8的nat设置中查看
      修改/etc/sysconfig/network文件如下
      NETWORKING=yes
      NETWORKING_IPV6=no
      HOSTNAME=C1#主机名,修改hostname需要
      GATEWAY=192.168.253.2#默认网关
      然后重启网络(命令:service network restart),现在应该就可以上网了。

    • 修改hostname
      除了上面修改的/etc/sysconfig/network外,还要修改/etc/hosts,如下:
      #127.0.0.1 localhost.localdomain localhost#这一行最好注释掉,反正应该不会有很大影响
      192.168.253.5 C1#网卡ip hostname
      192.168.253.6 C2
      ::1 localhost6.localdomain6 localhost6
      这里要说明的是我加了两行C1和C2,这是为了。。额忘了,是为了ping C2能对应上ip。重启后应该就能生效!艾玛本来不想写这部分,累死我了。

    SSH无密码登录配置

    接下来是比较重要的一环了,这关系到多节点的mpd启动。
    1.在每个节点上执行ssh-keygen -t rsa命令,之后直接回车就可以
    2.在每个节点上执行cat ~/.ssh/id_rsa.pub | ssh mlv(用户名,每个节点相同)@C1(你设的hostname) “cat - >> ~/.ssh/authorized_keys” ,这一步生成authorized_keys
    3.在每个节点上执行scp mlv@C1:~/.ssh/authorized_keys ~/.ssh/,这一步把authorized_keys复制到各节点的/.ssh目录
    4.权限设置chmod 600 ~/.ssh/authorized_keys
    现在就可以无密码登陆了!ssh c2试下!如果觉得我没说清楚,可以参考:http://www.cnblogs.com/marsprj/archive/2013/02/26/2933839.html

    安装mpich2(每个节点都要)

    1.下载mpich2,百度一下就有了,我下的1.4.1p1版
    2.如果没有GCC,要先安装不然下面出问题,命令:yum install gcc* -y
    3.安装随便你实在root还是在非root下,我是在root下好像,执行以下命令:
    tar zxvf mpich2-1.4.1p1.tar.gz
    cd mpich2-1.4.1p1
    ./configure –prefix=/opt/mpich2-1.4.1p1 –with-pm=hydra:mpd –with-mpe
    make && make install
    4.我退回到非root用户下配置环境变量,修改~/.bashrc,添加下面一行PATH=”$PATH:/opt/mpich2-1.4.1p1/bin”,然后运行source ~/.bashrc就可以了。
    5.不放心的话可以测试一下:which mpd如果有路径则说明成功了。
    6.创建配置文件mpd.conf
    由于我是普通用户,所以应创建~/.mpd.conf,内容为secretword=123456,这个值可以自己设,但是每个节点上的该文件内容要相同。
    7.创建配置文件~/mpd.hosts,其内容为每一行对应一个hostname
    8.在各个节点搞完上面的,应该就可以启动mpd了,单节点启动(本机):mpd &,多节点启动:mpdboot -n 2(节点数) -f ~/mpd.hosts,查看运行节点:mpdtrace -l,关闭所有:mpdallexit.
    然后就可以运行程序了,注意如果要在各个节点上运行的话要指明host,比如我要在C1,C2运行,则要执行以下命令mpirun -hosts C1,C2 -n 2 ./cpi。OK,大功告成!

    不行的话参考下,下面的吧,我是东拼西凑搞出来的,如果没说清楚还请见谅!
    参考网站:
    http://www.cnblogs.com/marsprj/archive/2013/02/26/2933906.html
    http://www.cnblogs.com/marsprj/archive/2013/02/26/2933839.html
    http://www.doc88.com/p-9899788704360.html

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  • MPI并行计算环境的建立

    千次阅读 2011-03-03 18:02:00
    MPI并行计算环境的建立

    MPI并行计算环境的建立

    一、配置前的准备工作

    假设机群是3个节点。

    1.安装Linux(CentOS 5.2)系统,并保证每个节点的sshd服务能正常启动。

    笔者并没采用真实的3台机器,而是利用虚拟机(VMware Workstation6.5)在一台装有XP系统的机器上安装多个Linux系统进行模拟。

    注意事项:

    1)因为笔者采用mpich2-1.3.2p1.tar.gz,此版本对gccautoconf等软件包版本要求较高,为避免出错,尽量安装最新Linux系统。

    2)在用VMware Workstation安装Linux系统时可能会遇到磁盘类型不兼容的问题,笔者采用的版本就出现了这样的问题,解决要点如下:

    a.启动Workstation选择创建定制的虚拟机;

    b.SCSI适配器类型选LSI Logic (Linux内核在2.4以下的选择BusLogic)

    c.选择虚拟磁盘类型(IDE)

    3)安装VMware Workstation tools

    Linux系统启动后,选择菜单栏——虚拟机——安装VMware tools,按照提示将相应的安装包复制到你想要的目录下,执行命令:

    tar zxvf vmware-tools.tar.gz

    cd vmware-tools(进入解压目录)

    ./install.pl(因版本不同,名字不一定相同,读者注意,执行名字类似的即可)

    2.为每个节点分配IP地址,IP地址最好连续分配,如192.168.1.2192.168.1.3192.168.1.4......。(不要分配192.168.1.1

    3.配置/etc/hosts文件,该文件可以实现IP地址和机器的对应解析,所有节点的该文件均要按下面的内容修改:

    192.168.1.2 node1

    192.168.1.3 node2

    192.168.1.4 node3

    通过以上配置后节点之间能够通过各节点的机器名称相互访问。例如,可以通过ping node2进行测试。

    注意事项:

    该测试必须在关闭Linux防火墙的条件下进行,否则可能失败。

    永久生效:chkconfig iptables on/off(重启生效)

    即时生效:service iptables start/stop(重启失效)

    二、挂载NFS文件系统

    由于MPICH的安装目录和用户可执行程序在并行计算时需要在所有节点保存副本,而且目录要相互对应,每次一个节点一个节点的复制非常麻烦,采用NFS文件系统后可以实现所有节点内容与主节点内容同步更新,并自动实现目录的对应。NFS文件系统使得所有机器都能以同样的路径访问服务器上保存的文件,访问方法如同对本地文件的访问。通常我们会将MPICH的安装目录及并行程序存放目录配置为NFS共享目录,这样可以省去将文件向各个节点复制的麻烦,大大提高工作效率。

    NFS文件系统的配置方法示例如下(假设NFS服务器IP192.168.1.2,配置需要在root用户下完成)。

    1.服务器端配置方法(下面的配置只在主节点进行)。

    1/etc/exports文件配置

    在文件/etc/exports中增加以下几行:

    /usr/cluster 192.168.1.3(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check)

    /usr/cluster 192.168.1.4(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check)

    这几行文字表明NFS服务器向IP地址为192.168.1.3,192.168.1.42个节点共享其/usr/cluster目录(目录必须存在),并使这些节点具有相应的权限(可查询相关的文档)。如有更多的节点可按此方法填写。

    2)启动NFS服务

    启动NFS服务只需要以下两个命令:

    service portmap start

    注:在最新的内核中,NFS守护进程改为rpcbind,如是新内核,启动NFS守护进程的命令是“service rpcbind start”。

    service nfs start

    到此IP192.168.1.2的服务器已可以向其他两个节点提供/usr/cluster目录的文件共享。

    2.客户端配置方法(需要在所有子节点做同样的配置)。

    1)建立共享目录。

    建立与服务器相同的共享目录用于共享服务器文件:

    mkdir /usr/cluster

    2)查看服务器已有的共享目录(这步可省略)。

    showmount  -e  192.168.1.2

    通过这条命令我们可以查看IP地址为192.168.1.2服务器可以共享的目录情况。

    3)挂载共享目录。

    mount  -t  nfs  192.168.1.2:/usr/cluster  /usr/cluster

    这一命令将NFS服务器192.168.1.2上的共享目录挂载到本地/usr/cluster目录下。我们也可在所有子节点的/etc/fstab文件中输入以下的代码,使文件系统在启动时实现自动挂载NFS

    192.168.1.2:/usr/cluster  /usr/cluster nfs defaults 0 0

    至此我们已可以实现对NFS共享目录的本地访问,所有子节点的/usr/cluster文件夹都共享了NFS服务器的同名文件夹的内容,我们可以像访问本地文件一样访问共享文件。MPICH的安装目录和用户存放并行程序的文件夹都需要实现NFS共享,从而避免了每次向各节点发送程序副本。

    三、配置ssh实现MPI节点间用户的无密码访问

    由于MPI并行程序需要在各节点间进行信息传递,所以必须实现所有节点两两之间能无密码访问。节点间的无密码访问是通过配置ssh公钥认证来实现的。

    例如,对新用户user配置ssh公钥认证,先在node1上做以下操作。

    1)生成了私钥id_dsa和公钥id_dsa.pub,具体操作方法如下。

    mkdir  ~/.ssh

    cd  ~/.ssh

    ssh-keygen  -t  dsa

    系统显示一些信息,遇到系统询问直接回车即可。

    2)将该密钥用作认证,进行访问授权。按如下命令在node1执行。

    cp  ~/.ssh/id_dsa.pub  ~/.ssh/authorized_keys

    chmod  go-rwx  ~/.ssh/authorized_keys

    3)将~/.ssh目录下的文件复制到所有节点。

    scp  -r  ~/.ssh  node2:

    scp  -r  ~/.ssh  node3:

    4)检查是否可以直接(不需要密码)登录其他节点。

    ssh  node1

    ssh  node2

    如能两两之间不需要密码登录其他节点,则表明配置成功。

    四、安装MPICH2

    1.下载并解压MPICH2压缩包。

    tar zxvf mpich2-1.3.2p1.tar.gz

    解压完成后将在当前目录生成一个MPICH文件目录。

    2.进入MPICH解压后的目录,配置安装目录。

    注意事项:

    最新版本mpich2的进程管理默认使用hydra,而不是mpd。如果你要使用mpd,使用./configure --with-pm=mpd:hydra

    ./configure --prefix=/usr/cluster/mpich2 --with-pm=mpd:hydra

    根据以上配置MPICH将安装在目录/usr/cluster/mpich2,并确保所有节点已建立针对该目录的NFS共享。

    3.编译安装MPICH2。进入解压后的MPICH文件目录,分别执行makemake install指令,这会花一段较长的时间。

    4.在当前用户主目录下建立并编辑配置文件mpd.hosts。将所有你允许访问本机进行并行计算的机器名填入,一行一个机器名,如果该机器上有两个CPU,就将它的名字加入两次,以此类型。

    node1

    node2

    node3

    node4

    注意,文中包含自己的目的是为了在只有一个节点时也可以模拟并行计算环境。

    5.配置环境变量。编辑用户主目录下的~/.bashrc文件,增加一行:

    PATH="$PATH:/usr/cluster/mpich2/bin"

    这一行代码将MPI的安装路径加入用户的当前路径列表。重新打开命令行窗口后生效。

    6.启动mpd守护进程。运行mpirun,首先要运行mpd。在启动mpd守护进程前要在各个节点的安装目录(/usr/MPICHI-install/etc/mpd.conf)生成一个mpd.conf文件,内容为:secretword=123456

    其中,“123456”为识别口令,在所有节点中都建立该文件并保持口令一致,口令可自己设定。

    进入/usr/MPICHI-install/etc/目录执行以下命令

    touch mpd.conf

    chmod 600 mpd.conf

    mpd &

    mpd &为启动本地mpd的命令,我们也可以采用以下命令同时启动mpd.hosts中所列节点的mpd

    mpdboot -n <节点个数> -f mpd.hosts

    这一命令将同时在mpd.hosts文件中所指定的节点上启动mpd管理器。

    mpd启动后执行“mpdtrace -l”可以查看各个节点机器名。

    7.编译、运行一个简单的测试程序cpi,这是一个MPICH自带的计算圆周率的并行示例程序,该例程在MPICH解压后的examples目录下。

    运行命令如下:

    mpirun -np 3 ./cpi

    mpi的编译命令为mpicc,如编译test.c可用如下命令:

    mpicc test.c -o test

    mpirun –np 3 ./test

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  • 搭建MPI并行计算环境,利用课件中计算PI的公式,计算PI值,n分别使用100、1000、10000计算结果。要求写出实验报告,并对实验结果进行分析,分析n值对PI精度的影响,并行进程个数对计算速度的影响。 实验内容及代码...

    实验目的

    搭建MPI并行计算环境,利用课件中计算PI的公式,计算PI值,n分别使用100、1000、10000计算结果。要求写出实验报告,并对实验结果进行分析,分析n值对PI精度的影响,并行进程个数对计算速度的影响。

    实验内容及代码实现

    PI计算公式

    在这里插入图片描述

    利用矩形求PI

    在这里插入图片描述

    MPI流程图:

    在这里插入图片描述

    C语言代码实现:

    #include<stdio.h>
    #include<mpi.h>
    int main(int argc,char *argv[])
    {
        int myid,np,i,j;
        int tag=666;
        double pi=0.0; 
        double fVal;//fVal代表取Xi所对应的函数值   4/(1+x^2) 即每个矩形的高度
        int n=100;//改变n的值,表示改变切分小矩形的个数,越多越接近极限思维
        MPI_Status status;
        double h=(double)1/n; //每个矩形的宽度
        double local=0.0;//每个进程计算的面积和 
        double start,end;
        double a;
        MPI_Init(&argc,&argv);//启动并行程序    
        MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&np);//获取进程总数,np代表进程数,在运行时可以通过 -np设置
        MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&myid);//获取当前进程号
        start=MPI_Wtime();//记录开始时间
        for(i=myid;i<n;i+=np) //利用np个进程同时计算各部分矩形面积
        {
                a=(i+0.5)*h;
                fVal=4.0/(1.0+a*a);//得到f(xi) 
                local+=fVal ; 
        }
        local=local*h;//得到该进程所计算的面积 
     
        //进程号!=0的进程计算的结果发送到进程0上面 
        if(myid!=0)
       {   
            MPI_Send(&local,1,MPI_DOUBLE,0,myid,MPI_COMM_WORLD); 
        }
        if(myid==0) //进程号为0就累加每个进程的计算结果 
        {
            pi=local;//得到进程0的值 后面接收就会覆盖这个值 
            for(j=1;j<np;j++)
               {
                    MPI_Recv(&local,1,MPI_DOUBLE,j,j,MPI_COMM_WORLD,&status); //把其他进程的结果发送到local中 
                    pi+=local;//得到所有的面积和 
               }
        }
        end=MPI_Wtime();//结束计算时间 
        if(myid==0)
            {
              printf("PI = %.15f\n",pi);
              printf("Time = %lf\n",end-start); 
              printf("np = %d\n",np);
              }
        MPI_Finalize();
        return 0;
    }
    

    实验代码参考博客:https://www.cnblogs.com/JuiceDreamer/p/10968801.html
    np进程数,本人应用的实验室集群环境,通过:

    mpicc -c mpi.c
    mpicc -o mpi mpi.o
    mpicc -o mpi mpi.c
    mpirun -np 1  mpi
    

    完成编译和运行。-np设置了并行进程数

    实验结果

    1、改变n的值对时间和准确度影响

    n 10 100 1000 10000 100000000
    PI 3.142425985001098 3.141600986923125 3.141592736923127 3.141592654423128 3.141592653589751
    ERROR(ABS) 0.000833331 8.33333E-06 8.33333E-08 8.3333E-10 3.9E-14
    Time 0.000172 0.000214 0.000355 0.000422 0.036362

    分析:

    本次对照采用默认进程数20,可以看到随着n个数的增加,计算所得PI的准确度越来越高,因为n代表了切分的小矩形的个数,切分的越小越接近真实值,而极限就是切分为无数个小矩形。当n较小时(如10、100、1000)每次运行时间上的增加效果并不明显,甚至不会增加,但当n足够大时,可以明显看到所需时间的增加。

    2、改变进程数对计算速度的影响(图表中纵轴代表运行时间,横轴代表并行进程数)

    在这里插入图片描述

    结果分析:

    实验环境为实验室所用集群,性能比较强大,我的用户权限可以支持的CPU可用核心上限为20个(总核心数不止20个),随着进程个数的增加,可以看到程序运行所用时间是逐步下降的,然而查阅资料有说1,后续时间会因超出CPU核数而导致运行时间增加。

    在这里插入图片描述
    同时实验过程中可以注意到当n值比较小时,可以看到并行进程数对时间的影响并无明显的关系,甚至并行计算并不一定会对运行时间的提升有所帮助。


    1. https://blog.csdn.net/silence401/article/details/80445846 ↩︎

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  • 课程计算流体力学作业:矩阵相乘的MPI并行程序。FORtran和C++代码,
  • Ubuntu下搭建MPI并行计算环境 [日期:2012-10-10] 来源:Linux社区 作者:hs794502825 [字体:大 中 小] 在这里面可以选择一个合适的openmpi安装包,此处我选择的是...

    Ubuntu下搭建MPI并行计算环境

    [日期:2012-10-10] 来源:Linux社区 作者:hs794502825 [字体: ]

    这里面可以选择一个合适的openmpi安装包,此处我选择的是http://www.open-mpi.org/software/ompi/v1.6/downloads/openmpi-1.6.2.tar.gz

    默认的下载地址为/home/hs/下载(其中hs为我的用户名)。

    1.首先进行解压文件tar zxvf /home/hs/下载/openmpi-1.6.2.tar.gz。

    2.然后执行cd openmpi-1.6.2

    3.接着执行./configure,一段时间之后发现缺少g++编译器,所以执行sudo apt-get install g++

    4.执行完之后再执行一次./configure就可以配置成功,

    5.执行sudo make all install,安装所有需要安装的文件,

    6.为/etc/profile文件添加库共享路径,(默认情况下,MPI的库文件在/usr/local/lib目录下)。执行sudo geidt /etc/profile,然后在其中加入一行export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/lib

    7.使该配置文件生效:source /etc/profile接着就可以进行测试。

    8.cd openmpi-1.6.2/examples

    9.make

    10.mpirun -np 4 hello_c

    运行结果如下:

    说明MPI安装成功!

    但是后来又发生了一个小插曲,我重新启动之后,再来运行mpirun -np 4 hello_c又出现了如下问题:

    后来将source /etc/profile重新执行一下再运行mpirun -np 4 hello_c程序运行成功!

    总算搞定了Ubuntu下的MPI环境,开始写程序了!

    展开全文
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  • 矩阵乘法的MPI并行计算

    千次阅读 2017-03-02 14:25:22
    /* step 2: 并行计算C的各个分块 */ matMultiplyWithSingleThread(bA, B, bC, bm, p, n); MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);   /* step 3: 汇总结果 */ MPI_Gather(bC, bm * n, MPI_FLOAT, C, bm * n, MPI_FLOAT...
  • MPI并行计算模拟N体问题

    千次阅读 2018-05-30 21:27:00
    通过计算每两个物体之间的相互作用力,可以确定下一个时间周期内的物体位置。在本次实验中,N个小球在均匀分布在一个正方形的二维空间中,小球在运动时没有范围限制。每个小球间会且只会受到其他小球的引力作用。在...
  • 值得一提的是,奇偶排序算法设计的初衷便是并行计算,只是更加贴合OpenMP这种共享内存式的编程框架,以后会和大家分享。 3.MPI模式下的奇偶排序算法,有更大的灵活性(个人观点:用到了奇偶排序的思想,并不是完全...
  • MPI并行计算与矩阵1

    2016-10-10 21:55:45
    MPI_Reduce(&mypi,&pi,1,MPI_DOUBLE,MPI_SUM,0,MPI_COMM_WORLD); if(0==my_rank)  printf("pi is :%lf\n",pi); fflush(stdout); MPI_Finalize(); return 0; } In order calculate pi 1)Every processor...
  • MPI并行计算】Parallel Rank程序

    千次阅读 2018-05-24 21:44:23
    该题的背景是不同的进程在运行时可能会有不同的状态,在这里用数值表示,有时需要让每个进程知道自己在所有进程中处于什么位置。...使用MPI_Gather时传递的是一个结构体用于计算的进程接收所有结构...
  • open mpi 采用了源代码的安装方式,与intel会有不同: 1 进入linux服务器:解压openmpi: tar -xzvf openmpi-2.1.0.tar.gz 进入解压后的文件夹: 直接指定安装文件夹并指定编译器: ./configure --prefix=/opt/...
  • 就是计算每一段的大小,然后分开求就可以了。然后那个数组的话,我用的是输入的方法获取一个数组 #include "mpi.h" #include &lt;stdio.h&gt; #include &lt;math.h&gt; #include &...
  • #include <stdio.h>...#include "mpi.h" #include <math.h> #define PI acos(-1.0) int main(int argc, char**argv){ int rank, size; int n, i, start, end; double sum, psum, total...

空空如也

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