MPI并行程序设计入门与高级应用

"《MPI程序设计》是一本详细介绍如何使用MPI进行并行程序设计的书籍，涵盖了从基础概念到高级技术的多个方面。MPI（消息传递界面）是用于进程间通信的标准并行编程模型，广泛应用于工业、政府和科研领域的并行计算。书中通过实例和作业，帮助读者掌握MPI的基本函数和高级功能，并了解MPI在实际应用中的现状和发展趋势。内容包括典型并行计算环境的硬件和软件环境，如SMP、DSM、MPP和机群系统，以及相关的操作系统和并行程序设计平台。" 在深入探讨MPI之前，我们先来理解一下典型的并行计算环境： 1. **共享存储对称多处理机系统（SMP）**：在这种系统中，所有处理器都能平等访问全局内存，通常由8到32个微处理器组成，如SGI PowerChallenge和SUN Enterprise。SMP系统的优点在于其简单的内存访问模式，但缺点是本地和远程访问的差异可能影响性能。 2. **分布共享存储多处理机系统（DSM）**：DSM系统具有分布式的物理内存，但在用户层面表现为共享。它依赖于Cache目录的非一致内存访问（CC-NUMA），这可能导致访问不同处理器内存时的延迟和带宽差异，对高性能并行编程提出了挑战。 3. **大规模并行计算机系统（MPP）**：MPP系统，尤其是单一的分布式内存大规模并行机（DM-MPP），通常由数千甚至上万个处理器构成，如CRAY T3E和IBM SP2。SMP-Cluster系统则是由多台SMP或DSM系统组成的，通过高性能互连网络连接，提供更高的计算能力。 4. **机群系统**：由工作站或微机通过高性能交换机构建，提供分布存储和高性价比，如微机机群和工作站机群。 在软件环境方面，常见的操作系统有UNIX、LINUX和Windows NT。并行程序设计平台除了MPI外，还包括共享存储的OpenMP，适用于SMP和DSM系统。 书中，作者详细介绍了MPI并行程序设计的入门，通过示例代码帮助读者理解如何使用MPI基本函数进行通信和同步。随着内容的深入，讨论了MPI的高级功能，如非Blocking通信、集合通信等，并阐述了MPI在高性能计算中的要求，例如如何优化并行程序以充分发挥系统潜力。 此外，书中的作业部分旨在让读者实践所学，通过解决实际问题来巩固理论知识。随着MPI技术的发展，书中也展望了MPI在未来的应用前景，对于想要深入理解和掌握MPI并行编程的读者来说，这本书无疑是宝贵的资源。