并行计算实验点对点通信

华南师范大学实验报告学生姓名学号专业计算机科学与技术年级、班级08级二支部课程名称 并行计算实验项目点对点通信实验类型□验证□设计□综合验时间2010年5月24日实验指导老师实验评分2.1 实验目的与要求熟悉点对点通信编写程序：使用MPI_SEND和MPI_RECEIVE实现进程0和进程1之间的通信，其中一个进程“进程0”，向另一个进程“进程1”发送一条消息，该消息是一个字符串"Hello,process1”进程1在接收到该消息后，将这一消息打印到屏幕上；扩展练习：进程0发送整数10给进程1，进程1接收后加10发送给进程2,进程2接收后加10发送给进程0，进程0接收后输出successo2.2实验环境及软件单台PC机，Windows操作系统，VisualC++软件2.3实验内容1、 MPI编程的基本概念；2、 MPI的原始数据类型；3、 点对点通信函数和通信模式；4、 点对点通信相关函数；5、 编写程序；6、 预习求并行程序执行时间。2.4实验步骤1、MPI编程的基本概念进程process：MPI程序中一个独立参与通信的个体。一个MPI进程通常对应一个普通进程或者线程。进程组：一个MPI程序中由部分或者全部进程构成的一个有序集合。通信器：MPI程序中进程间的通信、同步等都是通过通信器进行的。一个通信器由它所包含的进程组及与之有关的一组属性（如进程间的拓扑连接关系）构成。MPI程序中的所有通信都必须在特定的通信器中完成。MPI程序启动时会自动创建两个通信器：一个称为MPI_COMM_WORLD，包含程序中的所有进程，一个称为MPI_COMM_SELF，使每个进程肚子构成的、仅包含自己的通信器。通信：MPI程序中进程间的通信通过消息收发或者同步操作完成。消息：指在进程间进行的一次数据交换。在MPI中，一个消息由通信器、源地址、目的地址、消息标签和数据构成。单机内多个进程：多个进程可以同时存在于单机内同一操作系统：由操作系统负责调度分时共享处理机资源（CPU、内存、存储、外设等）;进程间相互独立（内存空间不相交）：在操作系统调度下各自独立地运行，例如多个串行应用程序在同一台计算机中运行；进程间可以相互交换信息：例如数据交换、同步等待，消息是这些交换信息的基本单位，消息传递是指这些信息在进程间的相互交换，是实现进程间通信的唯一方式；包含于通过网络联接的不同计算机的多个进程：进程独立存在：进程位于不同的计算机，由各自独立的操作系统调度，享有独立的CPU和内存资源；进程间相互信息交换：消息传递；消息传递的实现：基于网络socket机制，用户不必关心；2、 MPI的原始数据类型MPI系统中数据的发送和接收操作都必须指定数据类型。对应于FORTRAN和C语言的内部数据类型（INTEGER，REAL，DOUBLEPRECISION，COMPLEX，LOGICAL，CHARACTER），MPI系统提供已定义好的对应数据类型（MPI_INTEGER，MPI_REAL，MPI_DOUBLE_PRECISION，MPI_COMPLEX，MPI_LOGICAL，MPI_CHARACTER）;3、 点对点通信（point-to-point）定义：给定属于同一通信器内的两个进程，其中一个发送消息，一个接收消息；MPI系统定义的所有通信方式均建立在点对点通信之上；四种模式：标准模式、缓存区模式、同步模式、就绪模式；其中标准模式是指进程可以随意地发送（接收）消息，与是否存在匹配的消息接收（发送）进程无关。两类：阻塞式：消息发送函数返回，用户可以对消息缓存区进行处理，不会影响已发送的消息数据；接受函数返回，用户可以使用接受到的消息数据；非阻塞式：发送和接受函数返回后，必须调用另一类函数来确保它们的正确完成。4、 发送和接收函数intMPI_Send（void*buf,intcount,MPI_Datatypedatatype,intdest,inttag,MPI_Commcomm）IBUF,所要发送消息数据的首地址.COUNT,发送消息数组元素的个数.DATATYPE,发送消息的数据类型.DEST,接收消息的进程编号.TAG,消息标签.COMM,通信子.MPI_Recv（

void*buf,intcount,MPI_Datatypedatatype,intsource,inttag,MPI_Commcomm,MPI_Status*status)BUF,接收消息数据的首地址.COUNT,接收消息数组元素的最大个数.DATATYPE,接收消息的数据类型.SOURCE,发送消息的进程编号.TAG,消息标签.COMM,通信子.STATUS,接收消息时返回的状态.5、 编写程序程序见实验二的第一个程序.cpp和实验二的第二个程序.cpp程序分析MPI消息包括信封和数据两个部分，信封指出了发送或接收消息的对象及相关信息，而数据是本消息将要传递的内容数据：〈起始地址，数据个数，数据类型＞信封：〈源/目，标识，通信域＞消息数据MPI_Send(bufcount，dgtatype,deSt,tag，CQmm)消息数据消息信封MPIRecv消息数据pe,source,tag,comm,status)消息信封MPIRecv消息数据pe,source,tag,comm,status)消息信封2.6实验