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MPI，Pthreads和OpenMP等并行实验环境配置

news 2025/11/1 1:35:15

（假设你已按照文档前面的步骤正确安装了 VMware 和 Ubuntu 20.04）

第一部分：安装 C++/OpenMP/Pthreads 环境（修正后）

打开终端： 在 Ubuntu 中启动终端应用程序。
更新软件包列表：
```
      sudo apt update
```
（提示时输入你的用户密码
安装编译工具： 这会安装 gcc, g++, make 以及必要的开发库，其中包含了对 OpenMP 和 Pthreads 的基础支持。
```
      sudo apt install build-essential
```
验证 GCC 安装（可选）：
```
      gcc --version
```
- 关于 OpenMP: GCC 自带 OpenMP 支持。要编译使用 OpenMP 的代码，必须在编译和链接时添加 -fopenmp 标志。例如：gcc -fopenmp my_openmp_code.c -o my_openmp_program
- 关于 Pthreads: Pthreads 库 (libpthread) 是 build-essential 提供的标准 C 库 (glibc) 的一部分。要编译使用 Pthreads 的代码，添加 -pthread 标志。例如：gcc my_pthread_code.c -o my_pthread_program -pthread

第二部分：安装 MPI 环境（MPICH 4.3.0 - 修正后）

下载 MPICH：
- 访问 MPICH 官方下载页面：https://www.mpich.org/downloads/
- 找到最新稳定版本的链接（例如 mpich-4.3.0.tar.gz）。
- 打开终端，切换到你想要下载文件的目录（例如，下载文件夹：cd ~/Downloads），然后使用 wget 下载：
```
      # 如果有更新的稳定版本，请替换下面的 URL
wget https://www.mpich.org/static/downloads/4.3.0/mpich-4.3.0.tar.gz
```
解压压缩包： （无需 sudo）
```
      tar -zxvf mpich-4.3.0.tar.gz
```
进入源码目录：
```
      cd mpich-4.3.0
```
配置构建过程： （以普通用户身份运行，无需 sudo）
- 选择一个安装目录。推荐安装在你的主目录下，这样安装时就不需要 sudo。例如：$HOME/mpi/mpich-4.3.0。
- 运行配置脚本，指定安装前缀 (--prefix) 并禁用 Fortran（除非你需要它并且已经安装了 gfortran）。
```
      mkdir -p $HOME/mpi
./configure --prefix=$HOME/mpi/mpich-4.3.0 --disable-fortran
```
- （等待配置过程完成。它会详细检查你的系统环境。）
编译 MPICH： （以普通用户身份运行，无需 sudo）
- -j N 标志可以通过使用 N 个并行任务来加速编译。将 N 替换为你分配给虚拟机的 CPU 核心数（例如，按文档是 4）。
```
      make -j4
```
- （这一步会花费一些时间。）
安装 MPICH： （以普通用户身份运行，无需 sudo，因为安装目录在你的主目录下）
```
      make install
```
配置环境变量：
- 打开你的 .bashrc 文件进行编辑（无需 sudo）：
```
      gedit ~/.bashrc
```
- 滚动到文件末尾，添加以下行（如果你选择了不同的安装前缀，请相应修改 MPI_ROOT 的路径）：
```
      # MPICH Environment Settings
export MPI_ROOT=$HOME/mpi/mpich-4.3.0
export PATH=$MPI_ROOT/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$MPI_ROOT/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export MANPATH=$MPI_ROOT/man:$MANPATH
```
- 保存文件并关闭 gedit。
应用环境变量更改： 让刚才的修改在当前终端会话中生效：
```
      source ~/.bashrc
```
（或者，关闭当前终端，然后重新打开一个新的终端。）
验证安装： 检查系统是否能找到 MPICH 的命令和库：
```
      which mpicc
which mpiexec
mpicc --version
```
- 你应该能看到指向你安装目录的路径（例如 /home/你的用户名/mpi/mpich-4.3.0/bin/mpicc）以及版本信息。

运行示例进行测试：

切换到你之前解压的 MPICH 源代码目录下的 examples 文件夹：

      # 假设你还在 ~/Downloads/mpich-4.3.0 目录下，或者切换回去
cd examples

使用 4 个进程运行 cpi（计算 Pi）示例：
```
      mpiexec -n 4 ./cpi
```

你应该会看到类似以下的输出：

      Process 0 of 4 is on 你的主机名
Process 1 of 4 is on 你的主机名
Process 2 of 4 is on 你的主机名
Process 3 of 4 is on 你的主机名
pi is approximately 3.1415926544231239, Error is 0.0000000008333307
wall clock time = 0.xxxxxx