基于lam-mpi和openmp的机群编程环境配置与应用new

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1、万方数据!Q堕篁塞!塑【星量塑塑2囱毫!量；基垂坠坠=婴翌墅鲤鱼垫壁堡堡堡撞堡重皇墼旦9月15日出版基于LAM—MPI和OpenMP的机群编程环境配置与应用向文刘青昆于方郑晓薇(辽宁师范大学计算机与信息技术学院，辽宁大连116029)摘要：采用LAM一姗实现节点间粗粒度并行和O脚实现节点内细粒度并行这种混合编程方式为SMP机群提供了一种有效并行策略．讨论了LAM—MPI+OpenmP混合编程环境的快速搭建以厦多粒度混合并行编程方法，实现了分子动力学模拟问题的多粒度混合并行算法，并在搭建的8节点sMP机群环境中完成测试工作．美键词：LAM—MPI；OpenmP；机群环境；

2、混合编程中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009—315X(2007)05—0041—04随着计算机技术日益进步，SMP机群已经成为高性能计算机体系结构中的主流体系结构．SMP机群具有每个节点内部有多个处理器和节点间通过高速网络连接等特点，节点内共享存储、节点间分布式存储，是理想的并行编程硬件结构““．目前较为流行的并行程序设计模型为基于消息传递的MPI(MessagePassingInterface)编程方法．而这种纯消息传递模式并不能在多处理器共享内存的机群上取得理想的性能．在这点上，作为基于共享内存结构编程模式的工业标准OpmMP可以加以弥补．这种M

3、PI+嘶mMP的混合编程模型在节点内使用内存访问通信、在节点间使用消息传递，充分利用了SMP机群结构上的特点，可以更好地发挥SMP机群的优势”“J．近年来，混合编程模型已经被应用到许多科学应用中，并且在一些领域的应用获得了较大的成功[7-9]．由于涉及两种并行环境，普通用户面临并行环境搭建繁杂耗时的问题，同时混合程序设计模型要求管理2个不同的内存模型，这使得程序设计更加复杂．本文在8节点SMP机群上建立了LAM—MPI+OpenMP混合并行编程环境，并在分析MH和OpeniV优缺点的基础上，采用多粒度混合编程方法对分子动力学模拟问题进行了并行化，该程序在已搭建好的SMP

4、机群环境上通过了测试．1并行环境配置这里采用的并行环境为SMP机群体系结构，通过1000Gb以太交换机连接多台共享内存处理器．其中包括基于共享内存的8台SMP节点机，每个节点机都有两个主频为2．8GHz的XeonCPU，内存为SDRAMECC2GB，外存为SCSIU1．ira2：36．2GB．每台节点机上均运行HnuxRH9操作系统．1．1LAM—MPI环境配置lVIPI是一个库而不是一门语言．因此对MPI的使用必须和特定的语言结合起来进行．在MPI的具体实现上，目前比较有影响的为MPICH和LAM—MPI．MPICH(MessagePassingInterfacean

5、dChameleon)它是一个与姗规范同步发展的版本，krgoiBle国家实验室和MSU对MPICH做出了重要贡献．LAM(LocalAreaMulfieomputer)由OhioStateUniversity开发，主要用于异构的计算机网络计算系统．由于实验所用机群系统节点上安装的都为Linux操作系统，而LAM—MPI的环境搭建以及配置相对简单、快速，因此这里采用LAM—MPI来进行配置．首先要确认操作系统是否已安装LAM包，如果尚未安装则需在操作系统光盘中或从ht．tO：，，www．1ain—11耐．org／7．1／download．php下载收稿日期：2007—0

6、6—01．基金项目：辽宁省博士科研启动基金(2．0051058)、大连市优秀青年科技人才基金(2005J22JH031)资助项目．作者简介：向文(1982一)，女．四川通江人．辽宁师范大学计算机与信息技术学院硕士研究生在读．研究方向：机群操作系统．·41·万方数据RPM包，安装即可．需要安装RPM包安装命令格式如下：#rpm—ivhlain一7．1．3—2．i586．rpm．在开始配置环境之前要确认节点机是否均开启了SSH，rtp，Telnet等网络服务，查看服务是否启动执行命令#setup，选择SystfⅡIlservices项．配置方法如下：在每个节点机上创建一个受

7、限用户。如mpi．写LAM—MPI配置文件／etc／lam／lam—bhost．def文件，其中包括所有要参与并行计算的节点机器名．然后以受限用户mpi身份登陆，启动LAM—MPI环境，退出LAM—MPI环境．具体操作步骤如图1所示．图lIj

8、1Ⅱ下LAId—blPl环境配置当环境配置好阻后，源程序可以用mpiee、mpif77命令分别对C、FORTRAN源文件在LAM启动的任一台机器上直接编写、编译，生成可执行文件．但需要注意的是如果源文件包含了math．h．编译时需加一lm(1inkmath．h)选项．将编译后的MPI可执行程序拷贝到