MPI并行编程：主要实现与应用

"MPI 并行计算" 在并行计算领域，MPI（Message Passing Interface）是一种广泛应用的通信协议，用于在分布式内存系统中的进程间通信。MPI 提供了一组标准化的函数，使得程序员可以在不同的并行计算机上编写可移植的并行程序。本文将详细介绍MPI的几个关键知识点。 首先，MPI的实现有很多种，其中MPICH是最具影响力的一种。MPICH是由Argonne国家实验室和密歇根州立大学联合开发的，它与MPI标准同步更新，提供了MPI-1和部分MPI-2的功能。MPICH的最新版本MPICH-1.2.1支持异构计算环境。此外，CHIMP是由爱丁堡大学的Edinburgh Parallel Computing Centre开发的另一种免费MPI实现，而LAM（Local Area Multicomputer）则是由俄亥俄州立大学开发，特别适用于处理异构计算网络。 MPI的普及和成功得益于其特性：免费、源代码开放、高效、易于移植以及功能强大。它使用FORTRAN和C语言进行绑定，这使得熟悉这两种语言的程序员能快速上手。MPI吸收了早期消息传递系统的经验，并且通过不断实践和完善，成为了并行计算的标准。 对于并行编程初学者，了解MPI的基本功能至关重要。MPI程序设计通常从简单的示例开始，如“Hello, World”程序，展示如何初始化和终止MPI进程，以及如何发送和接收消息。随着理解的深入，可以学习更高级的特性，如集合通信（例如广播和扫描操作）、非阻塞通信、进程管理、错误处理等，这些功能使得编写高效、复杂的并行程序成为可能。 MPI的最新发展包括MPI-2的扩展，增加了动态进程管理、远程存储访问和并行文件系统支持。动态进程管理允许在运行时创建和销毁进程，增强了程序的灵活性。远程存储访问让进程可以跨越节点访问数据，而并行文件系统功能则提升了大规模并行应用的数据处理能力。 本书《高性能计算并行编程技术——MPI并行程序设计》是针对有一定FORTRAN和C编程经验的学习者编写的，旨在不仅教会读者编写MPI并行程序，更希望读者能理解并行计算的概念，将其应用于实际问题的解决中，从而提升计算效率。 MPI作为并行计算的核心工具，提供了丰富的通信机制和高度的可移植性，使得开发者能够构建适应各种硬件环境的高性能并行应用。通过学习和实践，开发者可以掌握并行算法设计，利用MPI的高级特性编写出更高效、更灵活的并行程序。