Windows环境下MPI并行计算环境搭建指南

"本文介绍了如何在Windows环境下搭建主机与虚拟机的并行计算环境，主要涉及MPI（消息传递接口）的概念，以及使用VMware Workstation、Windows XP Pro、.NET Framework 2.0、VC++运行库和MPICH2等相关软件进行配置的步骤。" 在Windows操作系统下实现并行计算环境，尤其是主机与虚拟机之间的并行，通常需要借助于消息传递接口(MPI)和虚拟化技术。MPI是一种广泛应用的并行编程接口，它定义了一系列用于进程间通信的函数，允许程序员编写跨多个计算节点的并行程序。MPI的标准由多个组织共同制定，包括MPICH和LAMMPI这样的开源实现，它们支持多种操作系统，如Linux、Unix和Windows。 在本文所描述的环境中，我们使用MPICH2，这是一个实现了MPI标准的高性能并行计算框架，它能在单台PC、SMP系统以及集群环境中运行。为了搭建这个环境，首先需要准备的硬件是一台拥有足够存储和内存的PC。软件方面，需要VMware Workstation 6.0，它可以创建虚拟机并克隆以扩展节点。每个节点需要安装的操作系统是Microsoft Windows XP Pro，以及.NET Framework 2.0作为基础运行环境。此外，还需要安装Visual C++运行库（vcredist_x86.exe），以确保MPICH2的顺利安装。 MPICH2的安装文件（mpich2-1.0.6p1-win32-ia32.msi）可以从官方网站下载。在每台虚拟机和主机上，都需要执行以下步骤来配置并行环境： 1. 安装VMware Workstation，创建一个虚拟机，并基于该虚拟机克隆出另外两个，以形成一个由三台“节点”组成的集群。 2. 在每一台虚拟机和主机上安装Windows XP Pro操作系统。 3. 安装.NET Framework 2.0，这是运行MPICH2所需的基础组件。 4. 安装vcredist_x86.exe，解决MPICH2安装过程中可能遇到的关于Visual C++ 2005 SP1的依赖问题。 5. 最后，安装MPICH2。安装过程中，系统会自动配置所需的网络设置，以支持MPI进程间的通信。 环境搭建完成后，可以在每台机器上编译和运行MPI程序。通过MPI提供的函数，例如`MPI_Init()`、`MPI_Comm_rank()`、`MPI_Comm_size()`等，程序可以识别自身在集群中的位置并与其他进程通信，实现并行计算。例如，`MPI_Send()`和`MPI_Recv()`用于进程间的数据传输，而`MPI_Finalize()`则用于结束MPI程序。 构建Windows下的并行环境需要综合运用虚拟化技术、并行编程接口和适当的软件配置。通过VMware Workstation和MPI实现，可以在有限的硬件资源上模拟一个多节点的并行计算环境，这对于研究、开发和教育场景都非常有用。