Windows环境下MPICH2安装配置与并行计算实验

"实验1 MPICH安装配置测试(修改版)1" 实验1旨在让学生熟悉在Windows环境下安装、配置和使用MPICH2，这是一种实现Message Passing Interface (MPI)标准的并行计算库。MPI是一种用于编写分布式内存并行程序的标准，它允许在多台计算机之间进行通信和协调。MPICH2是MPICH的一个版本，特别针对Windows操作系统进行了优化。 实验目标包括： 1. 学习如何在Windows系统上安装MPICH2。 2. 配置运行和开发环境，以便于并行计算。 3. 掌握MPI的基本通信特性。 4. 使用MPI编写并执行简单的并行计算任务，如计算圆周率π。 实验内容涉及以下步骤： 1. 下载MPICH2的1.4.1p1版本安装程序，网址为http://www.mpich.org/static/tarballs/1.4.1p1/mpich2-1.4.1p1-win-x86-64.msi。 2. 以管理员权限运行命令提示符，并安装MPICH2。安装过程中可能需要指定一个passphrase，用于网络中的节点识别。建议使用默认的"behappy"。 3. 确保安装完成后，系统中有smpd后台进程正在运行。如果未找到该进程，可能需要手动启动或检查安装。 4. 对MPI进行单机测试，使用WMPIEXEC.exe图形界面工具，选择"D:\Program Files\MPICH2\examples\cpi.exe"作为应用，保持进程数为1，运行在单独的窗口中。 5. cpi.exe是一个计算π的示例程序，通过输入计算间隔数量（如999）来调整精度和计算时间。 实验环境要求至少两台装有Windows 7、8或10的计算机，且节点间需要有网络连接。开发环境可以使用Visual Studio .NET 2017或2019。实验过程中需要记录实验步骤、观察现象、保存源代码，并最终撰写实验报告。 在配置Visual C++进行MPICH2开发时，通常需要设置包含目录、库目录以及链接器输入，确保编译器能够找到MPI的头文件和库文件。此外，还需要了解MPI的基本编程模型，如MPI_Init和MPI_Finalize函数用于初始化和结束MPI程序，以及MPI_Comm_rank和MPI_Comm_size获取进程的排名和总数，以及MPI_Send和MPI_Recv进行进程间的通信。 在测试并行计算π的程序中，可以使用MPI的并行算法，例如每个进程负责计算一部分区间，然后汇总结果。这展示了MPI在并行计算中的基本应用，也为更复杂的并行算法奠定了基础。通过这样的实验，学生将能够理解并行计算的基本概念，以及如何在实践中利用MPI进行并行化处理。