MPI并行编程模型解析-掌握MPI库的关键

"MPI的目的是提供高性能的并行编程接口，旨在实现高效通信、程序可移植性和强大功能。它是一个库，而非一门语言，允许在多种编程语言如FORTRAN和C中调用。MPI是一个标准，确保程序能在不同并行计算机上不修改运行。MPI的核心是消息传递模型，支持在异构环境中实现，并提供了方便C和Fortran调用的接口，以及可靠的通信机制，避免用户处理通信失败的问题。MPI设计的目标还包括避免多次数据拷贝、支持计算与通信的重叠，以及与现有接口的兼容性，同时允许扩展以适应更复杂的并行需求。MPI-2的扩展涵盖了动态进程管理、远程存储访问和并行文件操作。" MPI（Message Passing Interface）是一个用于并行计算的库，其目的是为了实现高效、可移植和功能强大的并行程序设计。MPI不是一种独立的语言，而是对FORTRAN、C等传统语言的扩展，使其具备并行计算能力。作为标准，MPI允许开发者编写可在多种并行计算机平台上的程序，无需修改。MPI库中的函数遵循标准定义，确保语义独立于特定语言。 MPI的核心编程模型是消息传递，这种模式在分布式存储的并行计算机中广泛应用。它的目标之一是提供应用程序编程接口（API），使得程序员可以方便地进行进程间通信。为了提高通信性能，MPI设计了一系列优化措施，例如减少内存到内存的拷贝次数，以及允许计算与通信的并发执行。 MPI旨在在异构环境下工作，这意味着它能在具有不同硬件架构的系统中运行。此外，它提供了C和Fortran的调用接口，确保跨语言的兼容性。MPI还设法提供可靠的通信机制，用户不需要处理通信失败的异常情况，从而简化了编程过程。 MPI的接口设计考虑了与现有接口如PVM、NX Express和p4的兼容性，同时允许扩展以适应未来的需求。随着MPI-2的引入，它增加了新特性，如动态进程管理，允许程序在运行时创建和销毁进程；远程存储访问，支持跨节点的数据存取；并行文件系统接口，让多个进程可以同时读写同一文件，极大地增强了并行计算的能力。 这本书《高性能计算之并行编程技术：MPI并行程序设计》适合有FORTRAN和C编程基础的读者学习，它从基础知识开始，逐步介绍MPI的基本功能、高级特性和最新的MPI-2扩展。通过学习，读者不仅可以掌握如何编写MPI并行程序，还能培养并行计算的思维，将并行方法应用于实际问题解决中，提升计算效率。