Windows 7系统下搭建MPI（并行计算）环境

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 7系统下VC6中搭建MPI环境来编写MPI程序。

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（4000，4000000）就可以看到求的的圆周率值。如下图：

运行结果如下：

2.在VC6.0中添加MPICH

在VC6.0中加入mpi的include和lib。VC6.0程序菜单中“工具” –> “选项”–>“目录”然后添加，如下图所示：

3.本以为到此就已经安装好了，然后就赶紧写了个Hello World的程序。

1. #include <mpi.h>   
2. #include <stdlib.h>   
3. #include <stdio.h>   
4. #include <conio.h>   
5.    
6. #pragma comment (lib, “mpi.lib”)     
7.    
8. int main(int argc, char* argv[])   
9. {   
10.     int myid,numprocs;   
11.     int namelen;   
12.     char processor_name[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME];   
13.        
14.     MPI_Init(&argc, &argv);   
15.    
16.     //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   
17.     MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &myid);   
18.     //用MPI_Comm_size 获得进程个数  int MPI_Comm_size(MPI_Comm comm, int *size);   
19.     MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &numprocs);   
20.    
21.     MPI_Get_processor_name(processor_name, &namelen);   
22.        
23.     printf(“Hello World! by MoreWindows\nProcess %d of %d on %s\n”, myid, numprocs, processor_name);   
24.        
25.     MPI_Finalize();   
26.        
27.     if (myid == 1)   
28.     {   
29.         printf(“\nPress a key and exit.\n”);   
30.         getch();   
31.     }   
32.     return 0;   
33. }   

编译运行之后各种如下错误：

c:\program files\mpich2\include\mpicxx.h(1536) : error C2555: ‘MPI::Intercomm::Clone’ : overriding virtual function differs from ‘MPI::Comm::Clone’ only by return type or calling convention

c:\program files\mpich2\include\mpicxx.h(1107) : see declaration of ‘Comm’

郁闷，这么个小东西都装不好，还谈什么写程序啊！

终于找到一个不错的解决办法！如下：

细看错误，都是一些函数重载错误，基本上是mpicxx.h文件导致的错误，于是想是否MPI_Init等函数与此文件有关。通过搜索包含文字，发现MPI_Init等函数只在mpi.h中定义，于是想办法不包含mpicxx.h文件以避开问题。在mpi.h中发现代码：

#if !defined(MPICH_SKIP_MPICXX)

#include “mpicxx.h”

#endif

在程序中定义宏MPICH_SKIP_MPICXX，然后重新编译程序(注意在包含mpi.h前定义)果然避开了mpicxx.h文件,OK!

运行结果如下：

终于尝到了一点甜头，然后就写一个计算PI的并行程序：

1. #define MPICH_SKIP_MPICXX  
2. #include “mpi.h”  
3. #include <stdio.h>  
4.  
5. double f( double a ) { return (4.0 / (1.0 + a*a)); } 
6.  
7. int main( int argc, char *argv[]) 
8. { 
9.     int n, myid, numprocs, i, namelen; 
10.     double PI25DT = 3.141592653589793238462643; 
11.     double mypi, pi, h, sum, x; 
12.     double startwtime, endwtime; 
13.     char processor_name[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME]; 
14.      
15.     MPI_Init(&argc,&argv); 
16.     MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&numprocs); 
17.     MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&myid); 
18.     MPI_Get_processor_name(processor_name,&namelen); 
19.     fprintf(stderr,“Process %d on %s\n”, myid, processor_name); 
20.     if (myid == 0)   
21.     { 
22.         n=10000; 
23.         startwtime = MPI_Wtime(); 
24.     } 
25.      
26.     MPI_Bcast(&n, 1, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD); 
27.      
28.     h = 1.0 / (double) n; 
29.     sum = 0.0; 
30.     for (i = myid; i < n; i += numprocs)   
31.     { 
32.         x = h * ((double)i + 0.5); 
33.         sum += f(x); 
34.     } 
35.     mypi = h * sum; 
36.      
37.     MPI_Reduce(&mypi, &pi, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, 0, MPI_COMM_WORLD); 
38.      
39.     if (myid == 0)   
40.     { 
41.         endwtime = MPI_Wtime(); 
42.         printf(“pi is approximately %.16f, error is %.16f\n”, pi, pi – PI25DT); 
43.         printf(“wall clock time = %f\n”, endwtime-startwtime); 
44.     } 
45.     MPI_Finalize(); 
46.     return 0; 
47. } 

编译没有错误，但是链接时又出现了如下图所示错误：

进入各种抓狂状态，在网上找了半天，要将MPICH的include和lib加入VC6.0，是啊！我不是都已经加了吗？最后在网上找到了一个在Visual Studio 2005里面的配置MPICH的博客，相关内容如下：

新建一个空白“Windows控制台应用程序”项目，假设命名为FFT，在“项目”菜单中选择“FFT属性”，在弹出对话框中依次开左侧树型列表的“配置属性”、“链接器”、“输入”，在“附加依赖项”一栏输入：mpi.lib。选择“配置”下拉列表中的release选项，同样将mpi.lib添加上去。（也可以使用＃pragma预处理指令：#pragmacomment(lib,”mpi.lib”) ）

在VC6.0中找连接器找半天没有找到，所以就试了一下#pragma comment(lib,”mpi.lib”)

其实上面那个Hello World的程序中已经有这句话了，只是那个Hello World是我在网上粘贴的一段，就没有意识到那个问题！

1. #define MPICH_SKIP_MPICXX  
2. #include “mpi.h”  
3. #include <stdio.h>  
4.  
5. #pragma comment (lib, “mpi.lib”)////////////////////这句话很重要  
6.  
7. double f( double a ) { return (4.0 / (1.0 + a*a)); } 
8.  
9. int main( int argc, char *argv[]) 
10. { 
11.     int n, myid, numprocs, i, namelen; 
12.     double PI25DT = 3.141592653589793238462643; 
13.     double mypi, pi, h, sum, x; 
14.     double startwtime, endwtime; 
15.     char processor_name[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME]; 
16.      
17.     MPI_Init(&argc,&argv); 
18.     MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&numprocs); 
19.     MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&myid); 
20.     MPI_Get_processor_name(processor_name,&namelen); 
21.     fprintf(stderr,“Process %d on %s\n”, myid, processor_name); 
22.     if (myid == 0)   
23.     { 
24.         n=10000; 
25.         startwtime = MPI_Wtime(); 
26.     } 
27.      
28.     MPI_Bcast(&n, 1, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD); 
29.      
30.     h = 1.0 / (double) n; 
31.     sum = 0.0; 
32.     for (i = myid; i < n; i += numprocs)   
33.     { 
34.         x = h * ((double)i + 0.5); 
35.         sum += f(x); 
36.     } 
37.     mypi = h * sum; 
38.      
39.     MPI_Reduce(&mypi, &pi, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, 0, MPI_COMM_WORLD); 
40.      
41.     if (myid == 0)   
42.     { 
43.         endwtime = MPI_Wtime(); 
44.         printf(“pi is approximately %.16f, error is %.16f\n”, pi, pi – PI25DT); 
45.         printf(“wall clock time = %f\n”, endwtime-startwtime); 
46.     } 
47.     MPI_Finalize(); 
48.     return 0; 
49. } 

编译运行通过，结果如下：