MrYang's Blog

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　　这几日对并行计算有了大概的了解，其中关键的还是并行程序的设计，搞了一早上终于弄清楚了在Windows下的MPI并行程序运行环境的搭建。

什么是MPI?
　　MPI（Message Passing Interface），消息传递编程接口，是全球工业、科研和政府部联合建立的一个消息传递编程标准。是目前最为通用的并行编程方式。MPI标准中定了一组函数接口，用于进程间的消息传递。函数的具体实现由各计算机厂商来完成，然这些都是要付费的；也有一些免费的通用MPI系统，比较著名的就是MPICH（http://www.mcs.anl.gov/research/projects/mpich2/）和LAM MPI（http://www.lam-pi.org）。[1]

　　单来说，要让你的单个PC机能运行并行程序的运行，就需要有MPI的运行环境。而PICH几乎支持所有的Linux/Unix和Windows，可以在单台PC或工作站上模拟MPI并行程，也可以在SMP系统或者机群环境上建立实用的并行计算环境。

　　这里将在一台双核的PC上，利用虚拟机及MPICH2建立一个由3台PC节点构成的一个机群行计算环境。

软硬件准备
硬件：一台普通PC，当然硬盘和内存越大越好，我是用的是160G的硬盘，1G的内存。
软件：

• VMware Workstation 6.0，在VM上虚拟两个PC，与物理主机构成3个节点的机群可以安装一个虚拟PC，然后实用VM的克隆功能。
• Microsoft Windows XP Pro：每个节点的操作系统；
• Microsoft .NET Framework 2.0：每个节点必须的环境；
• vcredist_x86.exe（VC8运行库）：在安装MPICH2时需要，安装时会提示Visual C++2005 sp1的提示，安装vcredist_x86.exe后，就可以正常安装MPICH2了；
• mpich2-1.0.6p1-win32-ia32.msi：MPICH2安装程序，可到http://www.mcs.anl.gov/research/projects/mpich2/的Downloads中下载。

环境搭建
　　在每台机器上均安装上Microsoft .NET Framework2.0和MPICH2。MPICH2的默认安装路在C:\Program Files\MPICH2，将MPICH2\bin加入系统环境变量的Path中。

　　每个节点中新建一个用户，该用户应该具有管理员权限。我这里新建了用户mpi，密为111，隶属Administrators组。

　　在每个节点新建相同的目录，来存放并行程序，该目录都应该在相同的位置。我这里的C:\mpitest。

单机测试
　　首先需要注册一个用户，运行MPICH2的wmpiregister.exe，在开始->所有成程序-MPICH2中可以找到。将上一步中的用户名和密码在这里进行注册即可。

　　后可以采用MPICH2提供的GUI界面进行测试，可以在在开始->所有成程序->MPICH2中到wmpiexec.exe；在MPICH2的examples下有个测试程序cpi.exe，选择后执行即可。

　　可以到命令行方式执行命令：mpiexec -n 2 C:\Program Files\MPICH2examples\cpi.exe即可。命令中-n是参数，后面的2表示有两个节点并行计算。

联机测试
　　这里将在具有3个节点的PC集群上测试。首先将cpi.exe程序拷贝到每个节点的C:\mpitest目录中，然后执行命令：
mpiexec -hosts 3 210.45.*.* 210.45.*.* 210.45.*.* C:\mpitest\cpi.exe

　　注意：在联机测试时将XP的防火墙关闭。

与VC++ 6.0集成开发环境
　　有了MPI的运行环境后，还需要一个MPI的开发环境。MPICH2可以和VC开发环境集成，集的方法很简单，将MPICH2的Include和lib添加到VC的Directories的Include files和ibary files中即可。同时在Project Settings中将mpi.lib添加到Object/library modules中，然后就可以采用VC++ 6.0开发MPI的并行程序了。

[1] 张林波，尺学斌等.并行计算导论. 北京：清华大学出版社，2006年7月

[2]  http://read.newbooks.com.cn/info/175818.html