MPI并行编程：文件读写与基础概念

"MPI并行编程讲稿 - 张林波 - 科学与工程计算国家重点实验室" 本资源主要探讨了MPI（Message Passing Interface）在并行编程中的应用，特别是涉及文件读写操作。MPI是一种广泛使用的标准接口，用于在分布式内存环境中编写并行程序。在MPI中，文件读写操作是通过特定的函数来实现的，这些函数允许程序员对文件进行读取或写入，以支持并行计算中的数据交换和存储。 在MPI中，文件读写操作的函数通常包括与“READ”和“WRITE”相关的不同版本，以适应不同的读写需求。例如，`MPI_File_read`和`MPI_File_write`是基本的读写操作函数，它们允许进程以同步的方式读写文件。而`MPI_File_read_at`和`MPI_File_write_at`则允许指定文件中的绝对位置进行读写。还有`MPI_File_read_shared`和`MPI_File_write_shared`，这些函数适用于共享文件集，允许多个进程同时访问同一文件的部分内容。 在并行编程中，文件操作的效率和一致性是关键问题。MPI提供了一种协调机制，确保在多进程环境下，对文件的操作不会产生冲突或者数据不一致。例如，`MPI_File_seek`可以用来设置文件指针的位置，`MPI_File_get_position`则可以获取当前文件指针的位置，帮助控制并行读写中的同步点。 除了文件操作，该资源还涵盖了并行计算的基础知识，包括高性能并行计算机系统的类型，如SMP（共享内存并行）、MPP（大规模并行处理）和DSM（分布式共享内存）系统。此外，还介绍了并行编程模式，如OpenMP和消息传递编程，后者是MPI的核心概念。在Unix程序开发方面，提到了常用的编译系统、`make`工具以及如何在MPI环境中编译和运行程序。 在MPI的深入学习中，讲解了MPI的标准、数据类型、基本函数等。例如，MPI提供了多种数据类型以适应不同编程语言（如Fortran77和C），并且有初始化和关闭MPI系统、获取进程信息、异常处理等功能。MPI程序的基本结构包含初始化、主程序逻辑和最终的清理步骤，这在点对点通信、集合通信和文件操作等场景中都是必要的。 第三章重点讨论了点对点通信，包括标准阻塞型的发送和接收函数，如`MPI_Send`和`MPI_Recv`，它们是并行程序中进程间通信的基础。这些函数确保了数据的安全传输，是构建并行算法的关键组件。 这份资源深入浅出地介绍了MPI并行编程的各个方面，特别强调了文件读写操作，对于理解和实践MPI编程具有很高的价值。通过学习，读者将能够掌握在并行计算环境中如何有效地处理文件，以及如何利用MPI进行进程间的通信和协作。