CentOS中怎么安装MPI_CentOS安装与配置MPI并行计算环境教程-CentOS-PHP中文网

在CentOS上安装并配置MPI并行计算环境，首选OpenMPI，通过yum安装或源码编译，配置PATH和LD_LIBRARY_PATH环境变量，并在多节点集群中设置无密码SSH和hostfile以实现并行作业调度。

centos中怎么安装mpi_centos安装与配置mpi并行计算环境教程

在CentOS上安装并配置MPI（Message Passing Interface）并行计算环境，核心在于选择合适的MPI实现（最常见的是OpenMPI或MPICH），接着通过系统包管理器或源码编译完成安装，最后关键一步是正确配置系统环境变量，确保开发工具和运行时都能准确无误地找到MPI库文件。这为你在Linux系统上进行高性能并行计算奠定了基础。

解决方案

搭建CentOS上的MPI并行计算环境，我通常推荐从OpenMPI入手，因为它社区活跃，文档也比较完善，对初学者相对友好。以下是具体步骤，我会尽量涵盖一些我个人在实践中觉得比较顺手的方式。

1. 前期准备与系统更新

首先，确保你的CentOS系统是最新的，并且安装了必要的开发工具。这就像盖房子前要先平整地基，准备好工具箱一样。

sudo yum update -y
sudo yum groupinstall "Development Tools" -y
# 确保安装了gcc, g++, gfortran等，这些是编译MPI程序和MPI库本身所必需的
sudo yum install gcc gcc-c++ make automake autoconf libtool -y

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2. 选择MPI实现并安装（以OpenMPI为例）

这里有两种主要方法：通过

yum

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包管理器安装，或者从源码编译安装。

方法一：使用
```
yum
```
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包管理器安装（推荐给新手或追求快速部署的用户） 这是最简单快捷的方式。缺点是，
```
yum
```
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仓库里的版本可能不是最新的，但对于大多数应用来说已经足够了。
```
sudo yum install openmpi openmpi-devel -y
```
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```
openmpi
```
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是运行时库，
```
openmpi-devel
```
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包含了开发所需的头文件和静态库，编译MPI程序时会用到。
方法二：从源码编译安装（推荐给需要最新功能、特定配置或对性能有更高要求的用户） 我个人更倾向于这种方式，它给了我更多的控制权，比如可以指定安装路径，或者启用一些特定的编译选项。
1. 下载OpenMPI源码包： 访问OpenMPI官网（www.open-mpi.org）下载最新的稳定版本。比如，我通常会用
```
wget
```
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  直接下载。
```
wget https://download.open-mpi.org/release/open-mpi/v4.1/openmpi-4.1.5.tar.gz # 请替换为最新版本
tar -xzf openmpi-4.1.5.tar.gz
cd openmpi-4.1.5
```
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2. 配置、编译和安装： 这一步需要一些耐心。
```
--prefix
```
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  参数非常重要，它决定了OpenMPI的安装位置。我习惯将其安装到
```
/opt/openmpi
```
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  ，这样便于管理。
```
./configure --prefix=/opt/openmpi # 你也可以选择其他路径，比如/usr/local/openmpi
make -j $(nproc) # 使用所有CPU核心进行编译，可以加快速度
sudo make install
```
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```
make -j $(nproc)
```
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  是一个我经常用的技巧，它能让编译过程快很多，尤其是在多核处理器上。

3. 配置环境变量

这是安装后的关键一步，如果环境变量没设好，系统就找不到MPI的命令和库文件。

临时设置（仅当前会话有效）：

export PATH=/opt/openmpi/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/openmpi/lib:$LD_LIBRARY_PATH

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持久化设置（推荐）： 为了每次登录都能自动加载，你需要将这些变量添加到启动脚本中。我通常会在
```
/etc/profile.d/
```
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目录下创建一个新的脚本，这样对所有用户都生效。
```
sudo vim /etc/profile.d/openmpi.sh
```
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在打开的文件中添加以下内容：
```
export PATH=/opt/openmpi/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/openmpi/lib:$LD_LIBRARY_PATH
```
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保存并退出。然后，让系统重新加载配置文件：
```
source /etc/profile # 或者重启终端
```
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4. 验证安装

安装完成后，务必进行验证，确保一切正常。

mpicc --version # 检查MPI C编译器版本
mpirun --version # 检查MPI运行时版本

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然后，尝试编译并运行一个简单的MPI "Hello World"程序。

创建

hello_mpi.c

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文件：

#include <mpi.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv) {
    // Initialize the MPI environment
    MPI_Init(NULL, NULL);

    // Get the number of processes
    int world_size;
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &world_size);

    // Get the rank of the process
    int world_rank;
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &world_rank);

    // Get the name of the processor
    char processor_name[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME];
    int name_len;
    MPI_Get_processor_name(processor_name, &name_len);

    // Print off a hello world message
    printf("Hello world from processor %s, rank %d out of %d processors\n",
           processor_name, world_rank, world_size);

    // Finalize the MPI environment.
    MPI_Finalize();
}

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编译程序：
```
mpicc hello_mpi.c -o hello_mpi
```
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运行程序：
```
mpirun -np 4 ./hello_mpi # 运行4个进程
```
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如果看到类似“Hello world from processor ...”的输出，说明MPI环境已经成功搭建并可以正常工作了。

在CentOS上，OpenMPI与MPICH两种主流MPI实现该如何选择？

在CentOS上搭建MPI环境时，选择OpenMPI还是MPICH确实是个值得深思的问题，它们都是行业内广泛使用的MPI标准实现。我个人在项目实践中，会根据具体需求和团队习惯来做决定，但通常会有一些倾向性。

OpenMPI，可以说是我接触最多的一个。它的优势在于活跃的开发社区、良好的文档支持以及相对友好的安装和配置过程。对于大多数通用并行计算任务，尤其是在学术研究、原型开发以及很多商业应用中，OpenMPI都是一个非常稳健的选择。它在各种硬件架构上都有不错的表现，并且对新标准的支持也比较及时。如果你刚开始接触MPI，或者你的应用场景没有特别极致的性能要求，OpenMPI通常是个“不会出错”的选择。它的API设计也比较符合直觉，调试起来相对容易。

MPICH则有着更悠久的历史，它被认为是MPI标准的“参考实现”之一。在某些特定的高性能计算（HPC）环境中，你可能会发现MPICH或其衍生版本（比如Intel MPI，基于MPICH）被广泛使用。MPICH在一些底层的通信优化上可能做得更深入，特别是在某些特定的互联网络（如InfiniBand、Omni-Path）上，它可能会提供略优的性能表现。如果你在处理非常大规模、对通信延迟和带宽极其敏感的并行计算任务，或者你的应用对MPI的某些高级特性有特殊依赖，那么深入研究MPICH可能会带来额外的收益。不过，MPICH的配置和编译有时会显得稍微复杂一些，尤其是在处理一些非标准硬件或特定优化时。

从我的经验来看，如果你只是想快速搭建一个可用的MPI环境，或者你的并行程序没有特别苛刻的性能瓶颈，OpenMPI通常是更便捷、更快速的解决方案。它的包管理器支持也通常更好。但如果你是HPC领域的资深用户，或者你的项目明确要求极致性能，并且你对MPI的底层实现有一定了解，那么MPICH及其变种可能更值得你投入时间去探索。当然，最终的选择也可能取决于你的集群管理员的推荐，或者你正在使用的特定并行库或框架对某个MPI实现有偏好。

CentOS下配置MPI并行计算环境时，重要的环境变量有哪些，以及如何进行持久化设置？

在CentOS上配置MPI并行计算环境，环境变量的设置绝对是重中之重，它直接关系到你的编译器能否找到MPI头文件和库，以及

mpirun

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等命令能否正确执行。我把它们看作是系统与MPI库之间的“桥梁”，一旦桥梁断裂，程序就无法正常运行。

最核心的两个环境变量是

PATH

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和

LD_LIBRARY_PATH

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。

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```
PATH
```
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环境变量： 这个变量告诉Shell去哪里寻找可执行程序。对于MPI来说，
```
mpicc
```
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、
```
mpicxx
```
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、
```
mpifort
```
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（MPI的C、C++、Fortran编译器封装）以及
```
mpirun
```
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（用于启动MPI程序）等命令，都需要通过
```
PATH
```
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来找到。如果你通过源码安装，并将OpenMPI安装到
```
/opt/openmpi
```
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，那么你就需要把
```
/opt/openmpi/bin
```
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这个路径添加到
```
PATH
```
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中。

例如：
```
export PATH=/opt/openmpi/bin:$PATH
```
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。这里的
```
$PATH
```
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表示保留原有的
```
PATH
```
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设置，并将新的路径添加到最前面，这样系统会优先查找新添加的路径。
```
LD_LIBRARY_PATH
```
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环境变量： 这个变量告诉动态链接器（dynamic linker）在运行时去哪里寻找共享库文件（
```
.so
```
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文件）。当你的MPI程序被编译后，它会依赖于OpenMPI的运行时库。如果没有正确设置
```
LD_LIBRARY_PATH
```
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，你的程序在运行时可能会报“cannot open shared object file”的错误，这是非常常见的。同样，如果OpenMPI安装在
```
/opt/openmpi
```
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，那么
```
/opt/openmpi/lib
```
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就需要被添加到
```
LD_LIBRARY_PATH
```
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中。

例如：
```
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/openmpi/lib:$LD_LIBRARY_PATH
```
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。

如何进行持久化设置？

仅仅在命令行中

export

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这些变量只能在当前会话中生效，一旦终端关闭就失效了。为了让它们永久生效，每次登录都能自动加载，我通常会采取以下几种方式：

针对单个用户： 如果你只是在自己的用户下使用MPI，那么可以编辑用户主目录下的
```
.bashrc
```
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或
```
.bash_profile
```
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文件。
```
vim ~/.bashrc
```
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在文件末尾添加：
```
export PATH=/opt/openmpi/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/openmpi/lib:$LD_LIBRARY_PATH
```
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保存后，执行
```
source ~/.bashrc
```
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（或
```
source ~/.bash_profile
```
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）使配置立即生效，或者重新登录。
针对所有用户（推荐，尤其是在多用户或集群环境下）： 这种方式更适合服务器或集群环境，它能确保所有用户在登录时都能自动获得正确的MPI环境变量。我倾向于在
```
/etc/profile.d/
```
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目录下创建一个新的脚本文件。
```
sudo vim /etc/profile.d/openmpi.sh
```
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在这个文件中添加：
```
# Set OpenMPI environment variables
export PATH=/opt/openmpi/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/openmpi/lib:$LD_LIBRARY_PATH
```
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保存并退出。
```
chmod +x /etc/profile.d/openmpi.sh
```
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赋予执行权限。然后，执行
```
source /etc/profile
```
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（或者直接重启系统，但这通常不现实，重新登录即可）来加载新的配置。系统启动时会执行
```
/etc/profile
```
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，而
```
/etc/profile
```
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会去加载
```
/etc/profile.d/
```
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下的所有
```
.sh
```
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脚本。

正确设置这些环境变量，是确保MPI环境稳定运行的基础。我曾经因为疏忽这个步骤，浪费了不少时间在调试“找不到命令”或“找不到库”的问题上，所以现在每次安装完MPI，都会第一时间检查这些环境变量是否配置妥当。

在CentOS多节点集群中，如何配置MPI实现无缝的并行作业调度与执行？

在CentOS多节点集群中，让MPI程序无缝地跑起来，这不仅仅是安装MPI库那么简单，还需要一些额外的配置，主要是为了解决节点间的通信和程序启动问题。我个人觉得，这部分是搭建真正可用并行计算环境的核心挑战。

1. 无密码SSH登录：基石！

这是绝对的关键。MPI运行时（

mpirun

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或

orterun

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）需要在各个计算节点上启动进程，如果每次启动都需要输入密码，那简直是噩梦。所以，配置节点间的无密码SSH登录是第一步，也是最重要的一步。

在主节点（或提交作业的节点）生成SSH密钥对：
```
ssh-keygen -t rsa -b 4096 # 建议使用更安全的RSA密钥，并设置一个强密码（或留空实现无密码）
```
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一路回车即可，如果你想完全无密码登录，密钥的密码就留空。
将公钥分发到所有计算节点： 假设你的计算节点IP或主机名是
```
node1
```
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、
```
node2
```
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等。
```
ssh-copy-id user@node1
ssh-copy-id user@node2
# ... 对所有节点重复此操作
```
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```
ssh-copy-id
```
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命令会自动将你的公钥（
```
~/.ssh/id_rsa.pub
```
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）添加到目标节点的
```
~/.ssh/authorized_keys
```
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文件中。分发完成后，尝试从主节点
```
ssh user@node1
```
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，应该可以直接登录而无需密码。

2. 统一的用户环境和MPI安装路径：

为了避免各种奇怪的问题，强烈建议在所有计算节点上保持MPI安装路径、环境变量以及用户环境的一致性。这意味着，如果你在主节点把OpenMPI装到了

/opt/openmpi

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，那么所有计算节点也应该同样安装到这个路径，并且

PATH

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和

LD_LIBRARY_PATH

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也应该配置得一模一样。我通常会使用脚本或配置管理工具（如Ansible）来自动化这个过程，确保所有节点的环境是同步的。

3. 创建并使用Hostfile（主机文件）：

mpirun

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需要知道你的MPI程序应该在哪些节点上运行，以及每个节点上启动多少个进程。

hostfile

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就是用来告诉

mpirun

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这些信息的。

创建一个
```
hostfile
```
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文件（比如命名为
my_hosts
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）：
```
vim my_hosts
```
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文件内容大致如下：
```
node1 slots=4 # node1上运行4个MPI进程
node2 slots=4 # node2上运行4个MPI进程
# ...
```
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这里的
```
node1
```
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、
```
node2
```
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应该是你的计算节点的主机名或IP地址，并且确保它们可以通过SSH相互访问。
```
slots
```
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表示该节点上可用的CPU核心数或你希望分配的进程数。
使用
```
hostfile
```
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运行MPI程序：
```
mpirun -np 8 --hostfile my_hosts ./hello_mpi # 总共运行8个进程，按照hostfile分配
```
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```
-np 8
```
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表示总共启动8个MPI进程。
```
mpirun
```
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会根据
```
my_hosts
```
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文件中的
```
slots
```
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设置，将这8个进程合理地分配到
```
node1
```
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和
```
node2
```
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上。

4. 网络配置与防火墙：

虽然不是直接的MPI配置，但网络是集群通信的基础。确保所有计算节点之间的网络是畅通的，并且防火墙（如

firewalld

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）没有阻碍MPI进程间的通信。MPI通信通常会使用一系列动态端口，所以最简单的方法是在集群内部关闭防火墙，或者配置规则允许节点间的所有通信（这在生产环境中需要仔细评估安全性）。

# 临时关闭防火墙（不推荐长期使用）
sudo systemctl stop firewalld
sudo systemctl disable firewalld

# 或者配置允许特定端口范围，但MPI端口动态，配置复杂，不如允许内部网络互通

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我个人在测试或内部集群中，为了方便，可能会直接关闭防火墙。但在生产环境，会与网络管理员协作，确保必要的端口开放，或使用更安全的网络隔离策略。

通过这些步骤，你的CentOS多节点集群就应该能够高效地运行MPI并行作业了。这是一个迭代的过程，初期可能会遇到各种网络、权限或环境变量的小问题，但只要逐一排查，最终都能搭建起一个稳定可靠的并行计算环境。

以上就是CentOS中怎么安装MPI_CentOS安装与配置MPI并行计算环境教程的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！

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