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1. 简介​​

• ​​MPI (Message Passing Interface)​​：用于多机分布式并行计算（进程级并行）。
• ​​OpenMP​​：用于单机多线程并行计算（线程级并行）。
• ​​混合编程​​：结合 MPI（跨节点） + OpenMP（单节点多线程），最大化并行效率。

本教程涵盖 ​​Windows（MS-MPI）​​ 和 ​​Linux（OpenMPI）​​ 环境配置，并提供测试代码。

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​​2. Windows 环境配置（MS-MPI + OpenMP）​​

​​2.1 安装 MS-MPI​​

1. ​​下载 MS-MPI​​（微软官方实现）：

   • MS-MPI v10.1.2（安装包）
   • MS-MPI SDK（开发工具包）

2. ​​安装​​：

   • 先运行 msmpisetup.exe（安装 MPI 运行时）
   • 再运行 msmpisdk.msi（安装头文件和库）

3. ​​验证安装​​：

   mpiexec --version # 应输出 MS-MPI 版本

​​2.2 安装 MinGW-w64（GCC 编译器）​​

1. ​​下载 MinGW-w64​​（带 OpenMP 支持）：

   • MinGW-w64（推荐）
   • 或使用 MSYS2

2. ​​配置环境变量​​：

   • 确保 gcc 和 g++ 可用：

     gcc --version # 检查是否安装成功

​​2.3 测试 MPI + OpenMP 混合编程​​

​​示例代码 mpi_omp_hello.c​​：

#include <mpi.h> #include <omp.h> #include <stdio.h> int main(int argc, char **argv) { MPI_Init(&argc, &argv); int rank, size; MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size); #pragma omp parallel { int thread_id = omp_get_thread_num(); printf("MPI Rank %d / %d | OpenMP Thread %d\n", rank, size, thread_id); } MPI_Finalize(); return 0; }

编译 & 运行​​：

gcc -fopenmp mpi_omp_hello.c -o mpi_omp_hello.exe -I "C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\MPI\Include" -L "C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\MPI\Lib\x64" -lmsmpi mpiexec -n 4 ./mpi_omp_hello.exe

​​输出示例​​：

MPI Rank 0 / 4 | OpenMP Thread 0 MPI Rank 0 / 4 | OpenMP Thread 1 MPI Rank 1 / 4 | OpenMP Thread 0 MPI Rank 1 / 4 | OpenMP Thread 1 ...

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​​3. Linux 环境配置（OpenMPI + OpenMP）​​

​​3.1 安装 OpenMPI 和 GCC​​

sudo apt update sudo apt install -y openmpi-bin libopenmpi-dev gcc # Ubuntu/Debian sudo yum install -y openmpi gcc # CentOS/RHEL

​​3.2 测试 MPI + OpenMP​​

​​编译 & 运行​​：

gcc -fopenmp mpi_omp_hello.c -o mpi_omp_hello -lmpi mpirun -np 4 ./mpi_omp_hello

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​​4. 常见问题​​

​​Q1: undefined reference to MPI_Init​​

✅ ​​解决方案​​：确保编译时链接 MPI 库（-lmsmpi / -lmpi）。

​​Q2: OpenMP 不生效？​​

✅ ​​检查​​：

• 编译时加 -fopenmp
• 运行时设置线程数：

  export OMP_NUM_THREADS=4 # Linux set OMP_NUM_THREADS=4 # Windows

​​Q3: mpiexec 找不到？​​

✅ ​​检查​​：

• Windows：确保 MS-MPI 安装后 C:\Program Files\Microsoft MPI\Bin 在 PATH 环境变量中。
• Linux：确保 openmpi 正确安装。

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​​5. 总结​​

​​系统​​	​​MPI 实现​​	​​编译命令​​	​​运行命令​​
Windows	MS-MPI	gcc -fopenmp -lmsmpi	mpiexec -n 4 ./program
Linux	OpenMPI	gcc -fopenmp -lmpi	mpirun -np 4 ./program

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