"使用 MPI 实现埃拉托斯特尼筛法并行算法及性能优化"

实验报告标题：基于 MPI 实现埃拉托斯特尼筛法及性能优化 本次实验旨在使用 MPI 编程实现埃拉托斯特尼筛法的并行算法，并对程序进行性能分析和调优。首先，实验环境需要安装部署 MPI，并完成基准代码的调试。然后，通过实测在不同进程规模下对程序进行性能分析和优化。 埃拉托斯特尼是一位古希腊数学家，他在寻找整数 N 以内的素数时，采用了一种特殊的方法。首先将 2 到 N 的各数写在纸上，然后在2的上面画一个圆圈，接着划去2的其他倍数。第一个既未画圈又没有被划去的数是3，将它画圈，再划去3的其他倍数。依此类推，一直到所有小于或等于 N 的各数都画了圈或划去为止。这时，画了圈的以及未划去的那些数正好就是小于 N 的素数。 在本次实验中，我们以 N 取 120 为例来说明埃拉托斯特尼筛法的思想。首先将 2 到 120 写出，接着在2上面画一个圆圈，然后划去2的其他倍数。接着从2往后一个数一个数地去找，找到第一个没有被划去的数 3，将它画圈，再划去3的其他倍数。再从3往后一个数一个数地去找，找到第一个没有被划去的数，以此类推。 在实验中，我们需要使用 MPI 编程实现这一算法的并行化，并进行性能分析和调优。首先，必须完成 MPI 实验环境的安装和部署，并对基准代码进行调试。接下来，需要实测在不同进程规模下程序的性能表现，并对程序进行性能分析。通过性能分析，可以发现程序的瓶颈和优化空间，然后对程序进行相应的调优。 通过本次实验，可以掌握 MPI 编程的基本原理和方法，了解并行算法的编写和优化技巧。同时，可以加深对埃拉托斯特尼筛法的理解，并了解如何将其并行化以提高程序的运行效率。此外，也能够学习到如何使用性能分析工具对并行程序进行性能评估和优化，提升程序的并行计算能力。 总的来说，本次实验旨在通过 MPI 实现埃拉托斯特尼筛法并行算法，并对程序进行性能分析和调优。这将有助于学生掌握并行计算的基本技能，并提升对并行算法和性能优化的理解。同时，也能够为学生今后从事相关领域的研究和开发工作打下坚实的基础。