MPI：消息传递接口与并行编程模型解析

"这篇资源是关于并行程序设计的自学教程，主要讲解了MPI（Message Passing Interface）的概念和应用。MPI是一种消息传递函数库的标准，由MPI论坛制定，支持Fortran和C语言。它不是一个单独的编程语言，而是一系列接口函数的集合，允许程序员在并行计算环境中进行进程间通信。MPI是并行编程模型的事实标准，特别是在大规模并行处理机（MPP）和机群系统中的应用广泛。教程中还提到了其他并行编程标准，如多线程库标准、OpenMP和PVM，但MPI是讨论的重点。教程内容涵盖了基本概念、MPI的基本用法、点到点通信，以及相关的参考书籍，旨在帮助学习者理解和掌握MPI的使用。" 详细说明: MPI（Message Passing Interface）是并行计算领域中的一个重要概念，它提供了一组标准的函数接口，用于在并行运行的进程之间交换数据。MPI并非一种新的编程语言，而是一个库的规范，允许开发者使用Fortran或C语言编写并行程序。它的核心在于通过显式的消息传递机制，使得不同的进程能够相互通信，执行协同任务。 在MPI中，每个进程拥有自己的独立地址空间，它们之间的数据交换必须通过发送和接收消息来完成，这要求程序员在设计程序时明确考虑进程间的通信和数据同步。MPI提供了上百个函数接口，例如`MPI_Send`、`MPI_Recv`等，用于实现点到点的通信，还有集合通信（collective communication）功能，如广播、集合和扫描操作等。 MPI的广泛应用在于其高度的可移植性和灵活性，适用于多种并行计算环境，包括大规模并行处理机和机群系统。由于并行计算的粒度较大，适合解决大规模可扩展的并行问题，因此，理解并熟练使用MPI对于开发高效的并行算法至关重要。 教程中提到的其他并行编程标准，如多线程库标准（如Win32 API和POSIX threads），提供了共享内存模型下的并行编程；OpenMP则是一个编译制导标准，支持在共享内存系统上进行并行编程；而PVM（Parallel Virtual Machine）是另一种消息传递库标准，与MPI类似，但MPI的使用更为广泛且功能更强大。 通过学习该教程，读者可以了解到MPI的基础知识，包括如何编译和运行MPI程序，以及如何利用MPI的点到点通信功能实现并行计算。此外，教程推荐的参考书籍如《MPI: The Complete Reference》、《Using MPI》和《Using MPI-2》等，是深入学习MPI的重要资料，可以帮助读者进一步提升并行编程技能。