"MPI并行编程讲稿 - 张林波 - 科学与工程计算国家重点实验室"
这篇资源主要讨论了MPI(Message Passing Interface)在并行编程中的应用,特别是消息探测与通信请求的取消,以及MPI的基础知识。MPI是分布式内存系统中广泛使用的并行编程接口,它允许程序在不同处理器之间交换信息。
在§3.5.1 消息探测中,介绍了MPI_Probe和MPI_Iprobe两个函数。MPI_Probe是一个阻塞函数,它会等待直到接收到指定源(source)、标签(tag)和通信器(comm)匹配的消息后才返回,并通过MPI_Status结构体提供消息的详细信息,如消息长度。这在处理未知长度消息时特别有用,因为可以先用MPI_Probe探测到消息,再用MPI_Get_count获取消息的长度。
相反,MPI_Iprobe是非阻塞的,它不会等待,而是立即返回一个标志(flag),表示是否有符合条件的消息。如果找到匹配的消息,flag将被设置为true,否则为false。这两个函数是并行编程中控制流程和优化性能的关键工具。
MPI并行编程模式通常涉及多个进程间的协作,而MPI提供了丰富的通信函数来实现这一点。例如,标准阻塞型点对点通信函数,包括MPI_Send用于发送数据,MPI_Recv用于接收数据,这些函数是并行程序中最基本的通信操作。此外,还有非阻塞版本的MPI_Isend和MPI_Irecv,它们允许在发送或接收操作完成之前继续执行其他计算。
在预备知识部分,讲解了并行计算的不同架构,如SMP(共享内存并行)和MPP(分布式内存并行),以及各种类型的并行计算机,如DSM(分布式共享内存)系统和集群。同时提到了并行编程模型,包括OpenMP、HPF(高性能Fortran)以及消息传递模型,其中MPI是最常见且强大的消息传递库。
MPI程序的开发涉及编译和运行,通常需要特定的编译器和链接器选项,以及像make这样的构建工具。MPI的使用还涉及到环境的配置,例如通过MPICH建立开发和调试环境。
在MPI基础知识中,涵盖了MPI标准、数据类型、基本函数等核心概念,这些是编写有效并行程序的基础。例如,MPI提供了多种原始数据类型以适应不同的编程语言,如Fortran 77和C的对应类型,以及初始化和终止MPI系统、获取系统信息、计时功能等基本操作。
这篇资源深入浅出地讲解了MPI并行编程的核心概念和实践技巧,对于理解和应用MPI进行并行计算具有很高的参考价值。