MPI并行程序设计入门与高级应用
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更新于2024-07-21
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"《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。
2009-04-23 上传
2023-08-08 上传
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2023-06-06 上传
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2023-07-04 上传
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