Windows系统下搭建MPI（并行计算）环境

第一篇：

转自：http://www.2cto.com/os/201109/105812.html

 

MPI的全称是Message Passing Interface即标准消息传递界面，可以用于并行计算。MPI的具体实现一般采用MPICH。下面介绍如何在Windows XP系统下VC6中搭建MPI环境来编写MPI程序。

一.准备工作
1.1   安装MPI的SDK——MPICH2。
mpich2-1.4.1p1-win-ia32安装程序的下载地址：

http://www.mcs.anl.gov/research/projects/mpich2/downloads/tarballs/1.4.1p1/mpich2-1.4.1p1-win-ia32.msi

本文以设置安装在C:\Program Files\MPICH2目录下为例。

测试所安装的MPICH2

测试前首先需要注册一个用户，具体操作如下：“开始”按钮-->所有程序-->MPICH2-->wmpiregister.exe。输入用户名、密码。有一点需要说明：该用户名须为有效的操作系统管理员账户，密码对应为系统登录密码。如图所示：

 

接下来选择开始-->所有程序-->MPICH2-->wmpiexec.exe；

选择Application为 c:\program files\mpich2\examples\cpi.exe (就是自带的一个计算圆周率的例子程序)。在Number of processes的数量选择2表示用二个进程来协同完成。选中“run in separate windw”选项。再点击Excute就可以执行了。

然后在控制台窗口下提示输入number of intervals ，随便输入个大点的数字（50000，5000000）就可以看到求的的圆周率值。如下图：

 

注意到上图中的Show Comman中的字符串，可以在控制台下输入应该字符串得到类似结果，这里就不再介绍了。

1.2 在VC6中添加MPICH2
先在VC6.0中加入mpi的include和lib。VC6.0程序菜单中“Tools” --> “Optains”-->“Directories”然后添加，如下图所示：

 

 

 

 

二．第一个MPI程序
加入之后，新建Win32 Console Application工程，加入如下代码：

view plain
#include  
#include  
#include  
#include  
 
#pragma comment (lib, "mpi.lib")  
 
int main(int argc, char* argv[]) 
{ 
    int myid,numprocs; 
    int namelen; 
    char processor_name[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME]; 
     
    MPI_Init(&argc, &argv); 
 
    //用MPI_Comm_rank 获得进程的rank，该rank值为0到p-1间的整数,相当于进程的ID 
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &myid); 
    //用MPI_Comm_size 获得进程个数  int MPI_Comm_size(MPI_Comm comm, int *size); 
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &numprocs); 
 
    MPI_Get_processor_name(processor_name, &namelen); 
     
    printf("Hello World! by MoreWindows\nProcess %d of %d on %s\n", myid, numprocs, processor_name); 
     
    MPI_Finalize(); 
     
    if (myid == 1) 
    { 
        printf("\nPress a key and exit.\n"); 
        getch(); 
    } 
    return 0; 
} 
编译运行，第一个MPI程序就诞生了。下面是我电脑上的运行结果：

 

 

 

三．多台电脑上协同运行MPI
只有多台电脑集群后才能更好的发挥并行计算的威力，当然由于MPI的帮助，这个工作将变得异常简单。下面以二台PC协同运行前面提到过的cpi.exe为例。

3.1 多台电脑运行MPI的条件
第一．参加并行计算的机器须至少注册一个相同的账户，如两台PC上都注册了一个 mpi 帐号。

第二．创建JOB目录。每台机器上须有一个路径相同的目录，用于存放待执行的JOB（即 exe 程序），如创建的目录是 d:\MPI\，再将测试用的可执行文件复制到二台PC的该目录下。

 

3.2 联机执行命令解释

可以在控制台下输入"C:\Program Files\MPICH2\bin\mpiexec.exe" -help2来查看其所以参数，这里不一一介绍了，重点介绍下用于联机操作的命令：

联机执行命令： -hosts n Node_1 Node_2  ...  Node_n  -noprompt ExePath

“-hosts”表示要联机运行，n 表示有n台机器参加运算，Node_1（及Node_2 ...）为各机器的计算机名或IP。ExePath为exe的文件路径如d:\MPI\cpi.exe。

3.3 联机效果示范

可以这个结果与上面单机运行的结果作个比较。

 

不难发现，由于MPI的帮助，使用多台电脑来进行并行计算其实也是一件比较容易的事件。

作者“MoreWindows”

 

 

 

第二篇：

 

转自：

Romi-知行合一

http://www.cnblogs.com/Romi/archive/2012/05/28/2522401.html

准备软件：官网上下载对应的版本http://www.mcs.anl.gov/research/projects/mpich2/index.php。这里采用的是win32版本。

设备：电脑若干台，均为windows操作系统

环境配置过程如下：

1.安装软件

2.添加新的管理员账户

3.注册账户

4.配置

下面依次说明。

一.安装软件                                                                                                                                                                                 

在每台电脑上安装好mpi的安装包，安装的路径任意选择，没必要每台计算机都是相同路径。

安装过程中在使用者那选择everyone，安装好后，目录如下

然后将MPICH2的bin目录添加进系统环境变量Path中。

注意：安装好后，在资源管理器的进程内会有smpd.exe的进程，要进行MPI计算，必须要有这个进程，没有的话尝试重新安装。

二.添加新的用户账户                                                                                                                                                                             

为了是计算机群能使用MPI，应该给每个安装了MPI的计算机添加一个相同的账户，账户密码也必须相同，账户要求是管理员身份。这里分别为每台计算机创建一个名为mpi的账户，密码随便设，假设就是123.

这里要注意：如果原来使用的是Administrator账户，创建mpi账户后每次开机只有mpi账户可供选择。实际上Administrator账户既然存在，只不过是被隐藏了，要是开始时可以选择使用Administrator还是mpi账户登录，可以修改注册表：HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\WindowsNT\CurrentVersion\Winlogon\SpecialAccounts\UserList ，然后在右侧的窗口中找到以Administrator命名的Dword键（如果没有可以自己建立），双击，将键值由0改为1，退出后重新启动计算机。 

还有一点，要进行mpi计算，没有必要非要使用mpi账户登录计算机，即只要计算机上存在mpi这个账户即可进行mpi的并行计算，与用户选择是否利用mpi账户登录计算机没有关系(很多文章没有阐释清楚这个问题)。

三.注册账户

点击开始——MPICH2——wmpiregister.exe。将mpi账户和密码123添加进去，注册，然后确定。

四.配置

测试前需要在每台计算机上创建一个路径相同的文件夹，比如在D盘根目录下创建一个mpi的文件夹，将编译成功需要执行的.exe文件放入mpi文件夹内。

注意将各计算机的防火墙关了。各计算机在同一个项目组内，这里我使用的个计算机都是在一个路由器内，都在WORKGROUP工作组内。

选择开始——MPICH2——wmpiconfig.exe，如下图，如果安装了MPI的计算机连接成功会高亮显示(如下图绿色)。如果有连接不成功的，请按以上步奏仔细检查。

 

测试

利用安装文件的求π值示例进行测试(在examples内)。

测试1：单机测试

在本台计算机上直接运行cpi.exe，输入一个比较大的值800 000 000，如下

这里只使用了单个cpu核，如果计算机cpu是多核的，要使用cpu的多个核，可以选择开始——MPICH2——wmpiexec.exe，在Application中选择cpi.exe,处理器选择2个，然后执行，如下图

执行结果如下：

可以看到，速度提高了将近一倍，因为使用了2个cpu核。程序运行时可以打开资源和管理器查看，对于双核cpu来说，单核时cpu使用率是50%，双核时cpu使用率是100%。

测试2：机群测试

利用机群进行计算时，在cmd下采用命令行进行。

命令行格式类似：mpiexec -hosts n ip1 ip2 ... d:/mpi/cpi.exe

n是要利用的计算机节点个数，ip1/ip2是计算机的ip地址。如下采用2个计算机节点(算上本机)：

可以看到与使用双核效果差不多。

当采用3个计算机节点时，结果如下：

可以看到，使用的时间将近是单机使用单cpu核心的1/3，可以说机群中计算机节点越多，处理越快，效率几乎是线性增长。