64位Windows7平台下MPICH2并行计算环境的搭建及Fortran90并行程序的编译运行

 好多年前在WindowsXP的32位系统下搭建过MPICH的并行计算环境，并把几台台式机连在一块儿实现了Fortran90程序的编译和运行。现在都用上Win7的64位系统了，编译软件也从原来的Compaq Visual Fortran换成了Intel Visual Fortran，MPICH2的版本也从原来的1.0.3升级到1.4.1了。在此环境下搭建MPICH的并行计算平台与之前有些区别，这里作一下说明。

右击桌面上的计算机（XP系统为我的电脑）并选管理，在计算机管理窗口左边选“本地用户和组->用户”，然后在右边空白处右击选新建用户；在新建用户窗口中新建mpich2用户并设置密码，取消其中的“用户下次登录必须修改密码”，选中“用户不能更改密码”和“密码永不过期”，如图1所示。所有安装并行环境上的计算机上的用户名和密码都必须一样
 
 

图1 创建mpich2用户

2）注册MPICH2用户

点开始菜单->程序->MPICH2->wmpiregister，在窗口中输入刚才创建的mpich2用户和密码，点register按键注册，若下面窗口中显示“password encrypted into the Register”则注册成功，否则，请检查用户名和密码。点OK退出窗口。如图2所示。
 
 

图2 注册MPICH2用户

3）将MPICH2集成到VS2005的集成开发环境中

打开一个VS2005，点工具菜单下的选项，在选项窗口左边选Fotran下的Compile，并选中X64位编译环境（因为这里安装的是MPICH2的64位版本）

点Libraries右边的...，在弹出窗口中添加MPICH2库的路径“C:\Program Files\MPICH2\lib”；

点Includes右边的...，在弹出窗口中添加MPICH2的包含文件路径“C:\Program Files\MPICH2\include”，每个路径占一行。如图3所示。
 

图3 集成MPICH2到VS2005的IVF里

在所有计算机都按上面的方法和顺序进行安装和设置。之后，64位windows7系统下的MPICH2并行计算环境就搭建起来了，可以进行并行程序的设计和编译了。

4、Fotran90程序的编译

在VS2005里新建Fortran90程序项目（MPICH2安装目录下的example目录下有个fpai.f的Fortran程序可以用来作为算例，但它是F77格式的，可以稍做修改即可），在Fortran源程序里要添加include 'mpif.h'语句来包含MPICH2的头文件。

点VS2005项目菜单下的属性，或直接按Alt+F7打开项目属性设置窗口，选中Debug或Release配置，并选择X64位平台（若没有X64位平台，则新建一个）。因为这里只安装了MPICH2的64位版本，所以，只能编译64位的并行程序，不能编译32位的并行程序。

在属性设置窗口左边选Linker下的Input，在右边的Additional Dependencies后面输入fmpich2.lib，确定退出。如图4所示。
 
 

图4  Fortran90程序属性设置

5、并行程序的运行

MPICH2的并行程序运行有两种方式，命令行方式和GUI方式。在多台电脑上运行MPICH2并行程序时，要把编译好的程序复制到需要运行的各台电脑上的相同目录下。本人是在各电脑上建“E:\MyDisk\MPICH2\RunProgs”这样的目录，然后把编译好的程序分别复制到各电脑的这个目录下。以多机方式运行时，需要关闭各计算机上的防火墙，或者将要运行的程序在防火墙软件中设置为完成可信的程序，否则，可能出现网络错误。

1）GUI方式运行

执行开始菜单->程序->MPICH2->wmpiexec，在运行设置GUI窗口中点Application右边的...选择MPICH2的可执行程序，可设置程序在弹出窗口中运行，设置运行的进程数，设置参与运行的计算机名或IP地址，最后点Excute来运行并行程序。如图5所示。
 

图5 以GUI方式运行MPICH2程序

2）命令行方式运行

以命令行方式运行MPICH2程序时，需要选把MPICH2的安装路径里的bin目录设置到系统环境变量，否则，每次都要输入mpiexec.exe文件的全路径，比较麻烦。设置环境变量方法：右击桌面的计算机或我的电脑->属性->高级系统设置->高级选项卡下面的“环境变量”，在用户变量或系统变量中找到path，然后点编辑，在path设置最后面加上“;C:\Program Files\MPICH2\bin”（注意：每个路径以分号隔开）。若设置的是用户变量的path，需要注册当前用户再登录，若设置的系统变量，则要重新启动系统。

完成以上设置后，按Win+R或开始菜单下的运行，输入cmd并回车，开户Dos命令行窗口，在输入中输入：

E:  回车切换到E盘

cd E:\MyDisk\MPICH2\RunProgs  回车切换到MPICH2运行程序目录下

mpiexec -n 4 cpi.exe  回车运行程序，其中-n 4为指定4个运行进程

6、添加32位MPICH2编译和运行环境

前面是以64位的MPICH2进行安装和配置的，并进行程序的编译和运行。若操作系统是32位的，可以按照上述方法只安装32位版本的MPICH2程序，并进行配置，只是在配置时选32位的安装库文件或包含文件路径即可。

若已经完成了64位的设置，但同时想在64位系统上再装32位的MPICH2就需要些技巧了。因为MPICH2安装后除了生成自己的安装目录外，还在C:\windows\systerm32目录下生成了一些动态连接库文件，这些文件是程序运行时所需要的。不管是32位还是64位，它们的文件名是一样的，所以，若安装了64位后再直接安装32位，会把64位的动态连接库文件覆盖了，64位的MPICH2程序就不能运行了。为了解决这个问题，可按以下步骤设置：

1）在进行完64位系统安装和配置后，在另外一台32位系统上装了32位的MPICH2，然后提取32位的MPICH2安装目录（将取命名为MPICH2_32）及相应的运行所需的动态连接库，这些文件可以通过http://dl.dbank.com/c0pfphjg3o来下载；

2）将MPICH2_32放到C:\programs files\下，然后在上面的第3步的3）中选择Target Platform为Win32，然后设置Libraries和Include分别为C:\Program Files\MPICH2_32\lib和C:\Program Files\MPICH2_32\include，确定退出；

3）在上面第4步的程序编译设置中选Win32平台，然后按同样的方法添加同样的库文件；

4）将提取的32位MPICH2的动态连接库文件（大约12个DLL文件）放到MPICH2的运行目录下（如“E:\MyDisk\MPICH2\RunProgs”）。

这样就可以在64位的Win7系统下同时进行64位和32位MPICH2程序的编译和运行了，由于32位的MPICH2只是强加进去的，所以在VS2005集成环境下只能编译32位的MPICH2程序，由于缺少动态库文件，不能运行。只能把编译的的32位MPICH2程序复制到MPICH2运行目录下才可以运行。

其实，最后这一步添加32位MPICH2到64位系统下是有点多余的，即有了64位的，一般就不再需要32位的了。若要32位的，直接装32位的MPICH2就可以了。

在多机联网运行并行程序时，所有系统都的可执行程序应该都是一样的，即同时为32位的或同时为64位，否则，运行不了。