MPI预定义归约操作详解：中国电信5G技术白皮书中关键功能

本资源是中国电信5G技术白皮书中关于MPI（Message Passing Interface）预定义归约操作的部分。MPI是一种广泛应用于高性能计算和分布式内存并行系统中的通信标准，旨在简化并行程序设计。预定义归约操作是MPI的核心功能，它们是函数MPI_REDUCE、MPI_ALLREDUCE、MPI_REDUCE_SCATTER和MPI_SCAN的基础，提供了诸如求最大值（MPI_MAX）、求最小值（MPI_MIN）、求和（MPI_SUM）、求积（MPI_PROD）等实用操作。 这些操作涉及不同类型的计算，例如找到数组中的最大值或最小值，或者对所有元素进行累加。表格9列举了MPI预定义的九种归约操作，包括逻辑运算（如逻辑与（MPI_LAND）、按位与（MPI_BAND）、逻辑或（MPI_LOR）等），以及与位置相关的操作（如最大值位置（MPI_MAXLOC）、最小值位置（MPI_MINLOC）。 值得注意的是，这些操作支持的数据类型是有限的，如C或Fortran语言中的整型、浮点数、逻辑型，以及特定的字节型。表10列出了C或Fortran语言与MPI兼容的数据类型映射，如C语言的int和Fortran的INTEGER对应MPI的INT，而浮点数如float和double在MPI中分别是MPI_FLOAT和MPI_DOUBLE。 在使用归约操作时，开发者需确保数据类型与所选操作兼容，如MPI_MAX和MPI_MIN支持C整数、Fortran整数和浮点数，而MPI_SUM和MPI_PROD则可以处理更复杂的数据类型，如复数。对于逻辑运算，MPI_LAND、MPI_LOR和MPI_LXOR只适用于C整数和逻辑型。 在本书《高性能计算之并行编程技术——MPI并行程序设计》中，作者都志辉介绍了MPI并行程序设计，适合本科高年级学生和非计算机专业的研究生作为教材，同时也为有编程经验的并行计算用户提供了自学指南。书中首先概述并行程序设计基础，然后逐步深入到MPI的基本概念和编程技巧，最后介绍了MPI的最新发展，如MPI-2的扩展功能，包括动态进程管理、远程存储访问和并行文件操作。书中通过大量实例和解释帮助读者理解并掌握MPI的使用，目标是培养读者理解和应用并行求解的能力，使其成为高效并行编程的实践者。