MPICH2在Windows环境下Visual_Studio_2010的环境搭建

MPICH2在Windows系统Visual Studio 2010的环境搭建本机运行环境：机器型号：联想G450处理器：Pentium（R）Dual-Core CPU T4200 @ 2.00GHz运行内存（RAM）：2GB操作系统：Windows 7(32位)程序开发环境：Visual Studio 2008MPI版本：mpich2-1.3.2p1-win-ia32安装程序MPI的编译和运行对于简单的程序，可以使用专门的编译命令。

对于大的项目，最好使用标准的Makefile。

MPICH提供的编译命令有mpicc和mpif77，它们分别是C和Fortran的编译命令: mpicc -o first first.cmpif77 -o first firstf.f对于编译得到的目标程序，运行的命令为：mpirun –arch xxx –np yyy first其中xxx为machines.<arch>的<arch>，yyy为申请的进程数目。

MPICH的安装和配置文中使用的MPICH2安装文件是mpich2-1.4-win-ia32(/mpi/mpich)，在Windows下安装MPICH2比较简单，但是要有Microsoft .NET Framework的支持。

安装基本上只要单击“Next”即可。

在安装过程中会提示输入进程管理器的密码，这个密码被用来访问所有的程序，这里使用的密码为admin。

如果是多台机器执行mpi，那么这多台机器上必须配置相同的mpi用户，就是新用户的用户名和密码必须相同。

安装完成后，安装目录下的include子目录包含了编程所需要的所有头文件，lib子目录包含了相应的程序库，而子目录bin则包含了MPI在Windows下面必须的运行程序。

运行时需要的动态链接库被安装在了Windows系统目录中。

在Windows平台下可以使用Microsoft Visual Studio来开发MPI程序。

首先，下载mpich2，并进行安装。

本机的安装路径为：C:\Program Files\MPICH2。

之后配置系统环境变量，计算机->属性->高级->环境变量->Path,如下图：在系统中新创建一个用户,计算机->管理->右键用户->新用户,如下图：ID:zhang Password:zhang运行wmpiregister.exe，配置mpi使用这个新创建的用户，点击填入用户名和密码，然后点击register，如下图：用win32控制台应用程序新建一个MYMPI项目，将MPICH2安装目录下的include 子目录加入到头文件目录中。

在MYMPI项目属性－>配置属性－>VC++目录对话框中添加include子目录，如下图：再用相同的方法将MPICH2\lib加入到库文件目录中，如下图:同样方法，配置程序，连接mpi库，如下图：为了避免名字冲突，需要在预编译头文件stdafx.h中加入#inlcude mpi.h语句。

现在就可以在主程序文件中编写MPI程序了，MPI的开发环境配置完毕。

在Windows 下运行MPI 程序按照上面配置好开发环境之后，在MY MPI.CPP 文件中输入下面的程序。

在项目属性的“配置属性”－>“常规”项中的“字符集”设置为“未设置”。

一般的MPI 系统然后编写测试程序：#include"stdafx.h"#include"mpi.h"#include<iostream>using std::cout;using std::endl;int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){ int rank, size;MPI_Init(&argc, &argv);MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);printf("Hello World from thread %d of %d\n", rank, size);MPI_Finalize();return 0;}这个程序比较简单，在函数MPI_Init()和MPI_Finalize()之间是程序并行执行的地方，M PI_Init()、MPI_Comm_rank()、MPI_Comm_size()和MPI_Finalize()，这四个函数是MPI中最重要和最常用的函数。

下面分别说明：（1）MPI_Init和MPI_FinalizeMPI_Init用来初始化MPI执行环境，建立多个MPI进程之间的联系，为后续通信做准备。

而MPI_Finalize则是结束MPI执行环境。

这两个函数就是定义MPI程序的并行区的，除了检测是否初始化的函数之外，不应该在这两个函数定义的区域外调用其它MPI函数。

这两个函数都返回整型值，标识函数是否调用成功。

（2）MPI_Comm_rankMPI_Comm_rank函数就是用来标识各个MPI进程的，给出调用该函数的进程的进程号。

MPI_Comm_rank返回整型的错误值，需要提供两个参数：MPI_Comm类型的通信域，标识参与计算的MPI进程组。

上面例子中使用的是MPI_COMM_WORLD，这个进程组是MPI实现预先定义好的进程组，指的是所有MPI进程所在的进程组。

如果想要申请自己的特殊的进程组，则需要通过MPI_Comm定义并通过其它MPI函数生成。

&rank返回调用进程中的标识号。

MPI还定义了另一个进程组MPI_COMM_SELF,只包含各个进程自己的进程组。

（3）MPI_Comm_size这个函数则用来标识相应进程组中有多少个进程，它也有两个参数：MPI_Comm类型的通信域，标识参与计算的MPI进程组。

上面的例子中用的是MPI_COMM_WORLD。

&size返回相应进程组中的进程数。

运行这个程序，运行结果如图3-4,按照并行执行的方式，上面程序运行结果应该打印两行文字信息，为：Hello World from thread 0 of 2Hello World from thread 1 of 2编译运行这个程序，如下图：：本机系统环境变量OMP_NUM_THREADS值是2，但是运行结果确只打印了一行，显然函数MPI_Init和MPI_Finalize之间的代码仅被一个线程串行执行了。

MPI程序若要被正确运行，需要使用MPICH2安装目录下的运行工具MPIEXEC wrapper运行用VS 2005生成的exe文件。

启动这个程序，程序的界面如图在“Application”栏中选择要运行的exe程序，在“Number of process”栏中选择要运行程序的线程数，然后单击“Execute”按钮运行程序。

运行上面的示例程序，输出结果如图所示4线程分别执行MPI_Init和MPI_Finalize之间的代码，打印4行信息，程序执行结果正确。

MPI的点对点通信有消息传递功能的并行程序，消息传递是MPI编程的核心功能，掌握了MPI消息传递编程方法就掌握了MPI编程的核心。

点对点通信是MPI程序的基础，MPI_Send和MPI_Recv是两个最重要的函数。

这两个函数的标准形式是：int MPI_Send(buf, counter, datatype, dest, tag, comm)参数作用如下：buf：发送缓冲区的起始地址，可以是数组或结构指针count：非负整数，发送的数据个数datatype：发送数据的数据类型dest：整型，目的的进程号tag：整型，消息标志comm：MPI进程组所在的通信域这个函数返回整型的错误码，它的含义是向通信域中的dest进程发送数据，数据存放在buf中，类型是datatype，个数是count，这个消息的标志是tag，用以和本进程向同一目的进程发送的其它消息区别开来。

int MPI_Recv(buf, count, datatype, source, tag, comm, status)参数作用如下：buf：接收缓冲区的起始地址，可以是数组或结构指针count：非负整数，最多可接收的数据个数datatype：接收数据的数据类型source：整型，接收数据的来源，即发送数据进程的进程号tag：整型，消息标识，应与发送操作的消息标识相同comm：消息接收进程所在的通信域status：MPI_Status结构指针，返回状态信息这个函数返回整型的错误码，它的含义是进程从comm域中source进程接收标签号为tag的数据，并保存到buf中。

接收缓冲区buf的大小不能小于发送过来的消息的长度。

否则会由于数组越界导致程序出错。

参数status是MPI_Status类型的，status主要显示接收函数的各种错误状态。

通过访问status.MPI_SOURCE、status.MPI_TAG和status.MPI_ERROR就可以得到发送数据的进程号、使用的标签以及接收操作的错误代码。

另外，还可以使用函数MPI_Get_count来获得实际接收到的数据项数。

MPI_Get_count的标准定义为：int MPI_Get_count(MPI_Status *status, MPI_Datatype datatype, int *count);将实际接收到数据项数存放到count中。

下面用一个程序说明上面提到的函数的使用方法。

函数MPI_Get_processor_name用于获得计算机名，并存放在processor_name 中，长度为namelen，宏定义MPI_MAX_PROCESSOR_NAME是机器名的最大长度。

这个程序的完成的任务是使进程i发送数据给进程i+1，并等待由进程i-1发送来的数据。

最后一个进程则发送数据给进程0。

群体通信群体通信意味着一个通信子中的所有进程调用同一例程，所有的群体操作都是阻塞的，它包括如下一些：●同步(barrier)●从一个进程到本组内的所有进程的播送(broadcast)(如图3.3 的(a))●从本组所有处理收集数据到一个进程(gather)(如图3.3 的(b))●从一个进程分散数据到本组内的所有进程(sactter)(如图3.3 的(b))●将gather的数据不是送到某一进程，而是要送到所有本组内的进程(allgather) (如图3.3 的(c))●组内的多对多的分散/收集(alltoall)(如图3.3 的(d))●求和，最大值，最小值及用户定义的函数等的reduce操作●scan或prefix操作data broadcast(a)A 0A 0 A 0 A 0 A 0 A 0 A 0A 1A 4A 0A 5A 2A 3scatter (b)A 1A 4A 0A 5A 2A 3图 3.3 群体操作的图例1、同步int MPI_Barrier(MPI_Comm comm)它使得调用者阻塞，直到该通信子内所有进程都调用它。