🗊Презентация Message Passing Interface

MPI

Введение Message Passing Interface (MPI, интерфейс передачи сообщений) — программный интерфейс (API) для передачи информации, который позволяет обмениваться сообщениями между процессами, выполняющими одну задачу. Первая версия MPI разрабатывалась в 1993—1994 году, и MPI 1 вышла в 1994.

Стандарты MPI MPI 1 - 1994. MPI 1.1 -12 июня 1995 года MPI 2.0 - 18 июля 1997 года MPI 2.1 - сентябрь 2008 года MPI 2.2 - 4 сентября 2009 года MPI 3.0 - 21 сентября 2012 года

Реализации MPI MPICH — одна из самых распространенных реализация MPI, работает на UNIX и Windows-системах Open MPI — ещё одна свободная реализация MPI. Основана на более ранних проектах FT-MPI, LA-MPI, LAM/MPI и PACX-MPI. MPI/PRO for Windows NT — коммерческая реализация для Windows NT Intel MPI — коммерческая реализация для Windows / Linux Microsoft MPI входит в состав Compute Cluster Pack SDK. Основан на MPICH2, но включает дополнительные средства управления заданиями. Поддерживается спецификация MPI-2. HP-MPI — коммерческая реализация от HP SGI MPT — платная библиотека MPI от SGI Mvapich — свободная реализация MPI для Infiniband Oracle HPC ClusterTools — бесплатная реализация для Solaris SPARC/x86 и Linux на основе Open MPI MPJ — MPI for Java MPJ Express — MPI на Java

Настройка системы

В настройках проекта установить: Дополнительные каталоги включаемых файлов: $(MSMPI_INC);$(MSMPI_INC)\x86 или $(MSMPI_INC);$(MSMPI_INC)\x64

В меню «Компоновщик»: В меню «Компоновщик»: Добавить в «Дополнительные зависимости» файл msmpi.lib Добавить в «Дополнительные каталоги библиотек» ссылку на папку: $(MSMPI_LIB32) Или $(MSMPI_LIB64)

Если разрядность программы не соответствует разрядности подключенных библиотек, то возникнут такие ошибки: Если разрядность программы не соответствует разрядности подключенных библиотек, то возникнут такие ошибки: LNK1120: 5 unresolved externals LNK2019: unresolved external symbol _MPI_Comm_rank@8 referenced in function _main LNK2019: unresolved external symbol _MPI_Finalize@0 referenced in function _main LNK2019: unresolved external symbol _MPI_Init@8 referenced in function _main LNK2019: unresolved external symbol _MPI_Recv@28 referenced in function _main

Первое приложение

Запуск приложения На каждой машине запустить демон: smpd -d На управляющем узле выполнить команду запуска программы: mpiexec -hosts КоличХостов IP1 КолПроц1 IP2 КолПроц2 … IPN КолПроцN -wdir ПутьКПапкеСПрограммой ИмяФайла.exe

Запуск приложения Пример строки запуска программы на 3-х хостах: mpiexec -hosts 3 192.168.0.2 2 192.168.0.3 2 127.0.0.1 3 -wdir \\192.168.0.1\MPIProgram Example.exe Результат: Hello world from processor one, rank 4 out of 7 processors Hello world from processor one, rank 3 out of 7 processors Hello world from processor two, rank 6 out of 7 processors Hello world from processor two, rank 5 out of 7 processors Hello world from processor quad, rank 2 out of 7 processors Hello world from processor quad, rank 0 out of 7 processors Hello world from processor quad, rank 1 out of 7 processors

Общая схема работы MPICH на кластере

Первое приложение

Константы

Функции и константы MPI_COMM_WORLD – все процессы (константа) int MPI_Init( int* argc, char** argv) int MPI_Finalize() int MPI_Comm_size( MPI_Comm comm, int* size) – определить количество запущенных процессов: int size; MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size); int MPI_Comm_rank( MPI_comm comm, int* rank) – определение номера процесса в группе int rank; MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank); int MPI_Abort(MPI_Comm comm, int errorcode ) – аварийное завершение работы процессов MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD,MPI_ERR_OTHER);

Функции int MPI_Send(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dest, int msgtag, MPI_Comm comm) – передача сообщения buf - адрес начала буфера посылки сообщения count - число передаваемых элементов в сообщении datatype - тип передаваемых элементов dest - номер процесса-получателя msgtag - метка сообщения comm - идентификатор группы #define N 10 … int rank, buf[N]; … MPI_Send(buf, N, MPI_INT, 1, 10, MPI_COMM_WORLD);

Функции int MPI_Recv(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int source, int msgtag, MPI_comm comm, MPI_Status *status) – прием сообщения (блокирующая функция) выходной параметр buf - адрес начала буфера приема сообщения count - максимальное число элементов в принимаемом сообщении datatype - тип элементов принимаемого сообщения source - номер процесса-отправителя msgtag - метка принимаемого сообщения comm - идентификатор группы выходной параметр status - параметры принятого сообщения #define N 10 … int rank, buf[N]; MPI_Status status; … MPI_Recv(buf, N, MPI_INT, 1, 10, MPI_COMM_WORLD, &status); …

Функции int MPI_Probe(int source, int tag, MPI_Comm comm, MPI_Status status) – проверка приемного буфера source - номер процесса-отправителя tag - метка сообщения comm - идентификатор группы выходной параметр status - параметры принятого сообщения MPI_Status status; … MPI_Probe(MPI_ANY_SOURCE, MPI_ANY_TAG, MPI_COMM_WORLD, &status);

Структура MPI_Status Содержит поля: MPI_SOURCE (источник), MPI_TAG (метка), MPI_ERROR (ошибка). MPI_Status status; … MPI_Probe(MPI_ANY_SOURCE, MPI_ANY_TAG, MPI_COMM_WORLD, &status);  

Функции int MPI_Get_count(MPI_Status status, MPI_Datatype datatype, int *count ) – определение размера сообщения status - информация о сообщении datatype - тип принимаемых элементов выходной параметр count - число элементов сообщения MPI_Status status; int count; … MPI_Get_count(&status, MPI_INT, &count);

Простой пример Простой пример 1

Простой пример Простой пример 2