并行程序设计基础与MPI教程

"本次讲座是关于并行程序设计的自学教程，主要聚焦于MPI（Message Passing Interface）这一消息传递库标准。内容涵盖了并行计算的基本概念、MPI的基础知识、点到点通信，以及MPI程序的编译和运行，并提供了一些实例以加深理解。参考文献包括了MPI的相关经典著作，用于深入学习。讲座还将对比了其他并行编程标准，如多线程库（Win32 API和POSIX threads）和OpenMP。重点在于MPI的使用，它是大规模并行处理机和机群系统的主要编程方式，适用于大规模可扩展并行算法。MPI是一种库规范，提供了Fortran和C的接口，允许程序员显式控制进程间的数据交换。" 在并行程序设计中，基本概念包括并行计算的原理，即多个处理器或计算节点同时处理任务，以提高计算效率。并行计算的粒度是指将任务分解成的最小单元，粒度大意味着每个任务处理较大的数据集或复杂的运算。 MPI，全称Message Passing Interface，是并行编程中广泛使用的标准库，它定义了一系列函数，使得程序中的各个进程可以通过发送和接收消息来实现数据交换。MPI库支持两种主要的编程语言——Fortran和C，这使得它在科学计算和工程应用中非常流行。 点到点通信是MPI中的核心内容，包括了send和receive操作，它们允许一个进程向另一个进程发送数据，而接收端则在合适的时间接收这些数据。MPI中的API不仅限于此，还包括集合通信（例如广播、集合、扫描等）和非阻塞通信等高级功能。 MPI程序的编译和运行涉及到链接MPI库、设置运行环境，以及使用MPI运行时系统来启动多进程程序。通常，这会涉及特定的编译选项和命令行工具，如mpicc（MPI的C编译器）、mpirun或mpiexec（用于启动并行程序）。 在学习过程中，实例是必不可少的，它们可以帮助理解如何在实际问题中应用MPI，如何设计有效的并行算法，以及如何优化进程间的通信。通过这些实例，开发者可以更好地掌握如何分解问题，以及如何组织和协调不同进程间的通信。 最后，提到的参考文献是深入学习MPI和并行计算的重要资料，它们包含了MPI的详细规格说明、使用指南，以及针对初学者和高级用户的教程，可以帮助读者逐步精通并行程序设计。