单机双核的mpi并行程序的设置Word文件下载.docx

单机双核的mpi并行程序的设置Word文件下载.docx

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sGuide，都down下来看看很有用的说。

具体开发用的有关MPI标准的文档在MPI论坛的网站里都有，地址是http:

//www.mpi-forum.org/，我觉得最有用的是MPI-2:

ExtensionstotheMessage-PassingInterface。

Windows下的安装配置

我用的参与计算的系统都是WindowsXPProSP2，安装的过程没什么太特别的，一般就是默认就可以，只是其中有个地方要填一个什么passphrase，上面提示说所有系统都要用相同的passphrase，照做就是了，在所有参与计算的结点机器上都填一样的passphrase就好了。

另外就是需要.netframework2的运行环境。

默认安装的位置是C:

\ProgramFiles\MPICH2，下面的bin目录下是系统配置运行需要的程序，为了方便在控制台使用，可以把C:

\ProgramFiles\MPICH2\bin加到系统的PATH变量中去。

Include是头文件，开发的时候用，lib是链接程序的时候用的库文件。

Jumpshot下有个pdf的文档，干什么用的可以看看这个文档，我没仔细看，感觉我暂时还用不上。

Examples下面是一个样本程序，就是一个用MPI计算圆周率的程序，分别有C，C++和Fortran版，C/C++的应该可以用VS2003以上版本打开。

同时，安装程序还会自动向系统注册一个服务MPICH2ProcessManager，我们从控制面板－管理工具－服务里就能找到，这是管理运行MPI程序的一个服务，安装好后就是自动启动的，所以一般也就不用动它。

安装完毕后开始菜单－程序中就添加了一个MPICH2目录，其中就有上面提到的Jumpshot，另外wmpiconfig.exe是用来配置运行环境的，我在网上有找到的说明都是以前旧版本的，和现在的差别比较大，感觉这新版本用的不爽，没搞明白这个程序该咋用，不过好像默认状态下不改什么就能正常使用，所以也就不管它了。

wmpiregister.exe则是用来注册用户的，使用MPI之前需要在这个程序里注册一个系统里已经存在的用户，而且这个用户必需拥有管理员权限，拥有运行我们安装了的MPI系统的能力。

比如我就在所有参与运算的机器上添加了一个管理员mpi，密码也是mpi。

接下来，我们就可以开始试着运行一下MPI的程序了。

就用examples目录下面的那个计算<

!

--[if!

vml]-->

圆周率的程序。

如果要多机并行计算的话，就需要在所有机器上的相同位置放置要运行的程序，我的情况就是在所有机器的C盘下建了一个mpiexe的目录，并把cpi.exe拷到所有机器的这个目录下。

然后，在其中的某台机器上进入控制台（运行MPI程序其实也可以用开始菜单的MPICH2下的wmpiexec.exe，这是个gui程序，但是我觉得用的不爽，不如直接在控制台下敲命令来得灵活），敲下命令mpiexec-hosts2192.168.10.142192.168.0.23c:

\mpiexe\cpi.exe。

mpiexec是安装目录下bin目录里的一个程序，在本文的例子中就是C:

\ProgramFiles\MPICH2\bin\mpiexec.exe，因为刚才说了，我把这个地址加入到PATH里了，所以可以在任何地方直接执行，它是用来启动MPI程序的，-hosts参数说明是启动多台机器并行运算，后面跟着的2就是说要在两台机器上执行程序，再后面的就是那两台机器的ip地址，其中第一个就是我启动程序的机器，当然，这个地方也可以写机器名，只要它的机器名能被正常的解析就可以，最后面的就是要运行的程序，也就是刚才提到的所有机器都要在相同位置放置的那个MPI程序。

如果只是在本机运行，则命令为mpiexec–n2cpi.exe，-n表示是在本地运行，后面的2表示启动的进程数。

程序运行后就会提示让你输入一个数字intervals，这个数字影响计算的精度，值越大精度越高，当然计算时间就越长了，然后程序会打印出计算的结果和花费的时间。

比如，我使用单机单进程运行，intervals设为99999999，耗时1.253849秒，而用两台机器双进程则只有0.628954秒，明显快很多，并行运算还是很有效果的。

不过，如果我们把intervals改为9999，单机运行只用了0.000279秒，而两台机器却花了0.001548秒，这是因为并行运算过程中，参与运算的机器需要通过网络传递一些消息，如果计算量不大的话，花在了这上面的时间影响会比较明显，因而反不如单机版的来得快。

到现在我们的MPI运行环境就基本安装好了，当然，MPI还有很多其他的命令参数，只不过最常用估计也就这两条了，其他的用得着的时候就去查上面提到的文档，里面有比较详细的介绍。

另外，如果按照以上的介绍进行安装配置，在运行多机并行MPI程序的时候却出现连接错误的话，八成是因为网络的问题，看看你的防火墙是不是开着，打开相应的端口，或者干脆关掉防火墙就好了。

Linux下的安装配置和单机运行

Linux下的操作要相对来说麻烦一点，这个麻烦从安装开始，呵呵。

我用的系统是CentOS4.4，装在VMwareWorkstation里的，一共装了两个虚拟机，环境基本上完全一样。

为运行MPI在两台虚拟机都创建了一个用户mpi，密码也是mpi，home路径也都是/home/mpi，然后继续都创建了一个目录/home/mpi/mpich2用来作MPI运行环境的安装路径，一个/home/mpi/mpich2/src来存放编译用的源代码。

然后将源代码包mpich2-1.0.5.tar.gz下载到两台机器上，都解压缩到/home/mpi/mpich2/src中，然后到/home/mpi/mpich2/src下，指定安装路径,

./configure-divfix=/home/mpi/mpich2

make

makeinstall

几分钟后安装完毕。

需要提一下的是，我曾经试着用root用户来安装MPICH2，但是安装后好重启系统就出了问题，所以建议还是另外建个用户来装吧（ubuntu干脆就把root给禁了，不让你直接用root）。

安装后/home/mpi/mpich2下多出来一些目录和文件，要比windows多，lib是库文件，include是头文件，bin还是程序文件，所以还是要写到环境变量里，可以用命令exportPATH/home/mpi/mpich2/bin:

$PATH，但我是用root用户直接在/etc/profile最后面加了这么一句exportPATH=/home/mpi/mpich2/bin:

$PATH，一劳永逸。

MPI应用一个管理器来管理运行MPI程序，这个管理器就是mpd，但是在正式开始运行mpd前还需要一个基于安全考虑的配置文件，.mpd.conf，这个文件是要放在运行程序的用户的home目录下，本例子中就是/home/mpi/.mpd.conf，而且这个文件只能由这个用户读写，创建文件的命令是，

cd$HOME

touch.mpd.conf

chmod600.mpd.conf

然后在文件中写入这么一行，secretword=***，***在参与计算的计算机上必需完全一致。

如果是root用户的话，这个文件应该是/etc/mpf.conf。

然后，我们就可以启动mpd管理器了，直接在控制台下使用mpd命令，或者是mpd&

，让mpd在后台运行，若关闭启动的mpd，只需要命令mpdallexit即可。

在启动mpd之后就可以运行MPI应用程序了，执行命令与windows下类似，如我们仍然是测试一下examples里的cpi程序可以这样来作，

cd~/mpich2/examples

mpiexec-n1./cpi

参数含义同windows下的单机运行命令。

另外，启动mpd后还可以用命令mpdtrace来察看当前运行的mpd情况。

SSH配置和多机并行

MPI的多机并行是用mpdboot来管理启动的，是由参与计算的其中一台机器通过mpdboot同时启动其他机器上的mpd管理器并运行相应MPI程序的，所以，需要赋予运行mpdboot的机器执行其他机器上程序的能力。

MPICH2支持通过ssh和rsh来做到这一点，其中ssh是默认的，而且其安全性也优于rsh，因此，我在项目中是用的ssh。

首先，我们需要修改所有机器上的/etc/hosts文件，在里面添加上参与计算的机器名和ip地址，比如本文中有两台机器参加的例子里，hosts文件应当为：

127.0.0.1localhost.localdomainlocalhost

192.168.10.142node0

192.168.10.23node1

这里的意思是说，主机名为node0的机器ip地址为192.168.10.142，主机名为node1的机器ip地址为192.168.10.23。

当然，其实这一步也可以跳过，因为我们也可以在操作过程中直接使用ip地址，只不过那样不太方便。

另外就是，有些机器默认情况下第一行可能包括本机的主机名，比如在ip为192.168.10.142的node0上，hosts文件第一行是

127.0.0.1localhost.localdomainlocalhostnode0

这样可能会使得mpdboot工作不正常，所以还是最好给成上面的那种形式。

第二步是创建ssh密钥，命令行下：

#ssh-keygen-trsa

-trsa指的是密钥类型，具体请察看ssh相关资料，这里不多说。

这样就在当前用户的home目录下生成了一个.ssh目录，本文中的就是/home/mpi/.ssh。

第三步，将/home/mpi/.ssh下的id_rsa.pub文件拷贝改名为authorized_keys，即

#cpid_rsa.pubauthorized_keys

第四步，在其他所有机器上进行以下操作。

#ssh-keygen-trsa 

生成.ssh文件夹

#scpnode0的IP:

/home/mpi/.ssh/*~/.ssh 

拷贝node0上的.ssh文件夹覆盖本地的

第五步，在所有机器上建立与自己和所有其他机器的信任连接。

对每个节点执行：

#sshnode0

#sshnode1

根据提示键入yes即可。

然后就可以在不需要用户名密码的情况下通过ssh登陆其他机器了，比如在node0上#sshnode1，

就可以直接进入node1。

接下来，在启动mpdboot的机器上创建一个参与计算的host列表文件，如文件mpd.hosts，每行是一个主机名，创建过程如

#cd~

#touchmpd.hosts

#vimpd.hosts

nod0

node1

现在，就可以启动运算集群了

#mpdboot-n2-fmpd.hosts

-n表示要启动的机器个数，一般是不大于mpd.hosts文件中的机器数，比如本文中的例子就是两台机器。

这样，列表中的机器就会启动其本机上的mpd管理器。

然后，就可以开始运行MPI程序，进行运算了，同windows下一样，程序需要放在每台机器上的相同位置（如果用NFS就只需在一台机器上放置程序，其他机器作映射就行），比如都是程序/home/mpi/mpich2/examples/cpi，在运行mpdboot的结点机器上：

#mpiexec-n2/home/mpi/mpich2/examples/cpi

-n表示要启动的进程个数，一般是不大于mpd.hosts文件中的机器数（或者cpu核心数？

偶用的机器就是双核的了，所以单机的时候双进程比单进程效率好很多，但是三进程就不行）。

Mpd在运行过程中，可以通过mpdtrace显示参与计算的机器名，mpdtrace–l则是显示机器名以及其端口。

本文地址：

∙Windows下MPI并行程序运行环境的搭建-[开发手记]

版权声明：

转载时请以超链接形式标明文章原始出处和作者信息及本声明

http:

//www.mryang.org/logs/17396382.html

　　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（MessagePassingInterface），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LAMMPI（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：

oVMwareWorkstation6.0，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。

oMicrosoftWindowsXPPro：

每个节点的操作系统；

oMicrosoft.NETFramework2.0：

每个节点必须的环境；

ovcredist_x86.exe（VC8运行库）：

在安装MPICH2时需要，安装时会提示VisualC++2005sp1的提示，安装vcredist_x86.exe后，就可以正常安装MPICH2了；

ompich2-1.0.6p1-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.NETFramework2.0和MPICH2。

MPICH2的默认安装路在C:

\ProgramFiles\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-n2C:

\ProgramFiles\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-hosts3210.45.*.*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Includefiles和ibaryfiles中即可。

同时在ProjectSettings中将mpi.lib添加到Object/librarymodules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] 

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Tag：

高性能计算MPI并行计算

引用地址：

MrYang发表于15:

08:

07|编辑|继续话题|转发|推荐

评论

∙请问下大侠，我用两台机器联机，为什么只能在一台机器上同时检测到两台机器安装了MPICH2，而在另外一台机器上却只能看到它自己。

还有，我是VF6.5,编译环境如何整合啊？

是不是只有编译环境整合后，才能测试例子cpi?

MrYang回复HH说：

对于第一个问题不知你是如何检测的。

要用VF6.5整合的话，要看MPICH2是否有支持MPICH2的部分，如果没有，就没办法了。

2008-08-0720:

44:

18

HH|发表于2008-08-0708:

54:

15[回复]

∙安装mpich2完毕，运行后输出为：

"

enterthenumberofintervals"

我随机输入非零值，然后输出pi和error,并没有给出processor状态，请问如何解决。

MrYang回复apple说：

这是mpi程序里面输出的，如果你的mpi程序中没有输出处理器的状态的代码的话，运行后的结果肯定是不会有输出的。

2008-07-0313:

51:

51

apple|发表于2008-07-0223:

20[回复]

∙请教下，MPI中，单机双核运行，是否可以共享内存？

如何访问同一块内存？

是否可以传递内存地址？

MrYang回复syc说：

MPI主要用在分布式并行系统中，如果要共享内存，那是SMP，需要使用OpenMP。

如果是单CPU双核中的核与核之间的内存共享的话，我想这应该是操作系统的任务，或者要看CPU厂家的编译器是否支持，具体没有用过，需要查阅资料。

2008-05-0822:

26:

17

syc|发表于2008-05-0818:

15:

03[回复]

∙原来账户不能空密码……

不过老弹出windows防火墙安全警报真是烦人。

麻烦你了：

）

把防火墙关了，账号给个密码就可以了。

2008-03-2822:

09:

48

syc|发表于2008-03-2818:

48:

51[回复]

∙单机多进程的话，用wmpiexec.exe运行，提示无权/无法连接。

请问下这边的account和password要如何设置？

随便设个用户和密码即可。

10:

16

42:

25[回复]

∙呃。

。

VMware没用过。

能不能稍微说一下这方面。

谢谢了。

单机不需要VMware，直接安装了MPICH测试就可以了。

2008-03-2817:

05:

32

syc|发表于2008-03-2814:

57:

50[回复]

∙能不能麻烦稍微说下单击双核（甚至单核）的话，MPICH应该如何设置？

最近毕业设计搞到这个题目，，一头雾水。

兄弟，上面的文章中已经写得很清楚了啊。

文章就是杂单机双核的情况做的。

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