MPI并行编程实战指南

"MPI并行程序设计 - 一个关于使用MPI进行并行编程的教程，涵盖了并行编程的基础和实现，适合初学者。" 在并行计算领域，MPI（Message Passing Interface）是一种广泛应用的标准，用于编写在分布式内存系统上运行的并行程序。MPI并行程序设计教程主要讲解了如何利用MPI库进行高效且灵活的并行编程。教程可能包含了以下几个关键知识点： 1. **并行编程基础**：介绍并行计算的基本概念，如并行度、负载平衡、通信和同步等问题，以及并行计算的优势和挑战。 2. **MPI库**：详细讲解MPI库中的核心函数和概念，如`MPI_Init`、`MPI_Finalize`用于初始化和结束MPI程序，`MPI_Comm_rank`和`MPI_Comm_size`获取进程的rank和总进程数，`MPI_Send`和`MPI_Recv`进行进程间消息传递，以及非阻塞通信`MPI_Isend`和`MPI_Irecv`。 3. **进程管理**：涵盖MPI进程的创建、组织和管理，包括进程组（communicators）、进程拓扑（grids, graphs）和进程集合（groups）的概念。 4. **数据类型和集合操作**：讨论MPI中的基本数据类型和用户自定义数据类型，以及如何使用集合操作（如`MPI_Bcast`广播，`MPI_Gather`聚集，`MPI_Scatter`分散）进行数据交换。 5. **并行算法设计**：指导如何将串行算法转化为并行版本，强调并行算法的设计原则，如并行化策略、通信开销的最小化和并行效率的优化。 6. **性能分析与优化**：教授如何使用工具进行性能分析，理解并解决并行程序中的瓶颈问题，如通信延迟和计算密集型任务的负载均衡。 7. **相关编程环境和工具**：介绍MPI编程所需的开发环境，如编译器、调试器，以及使用相关软件如OpenMPI、MPICH等。 8. **实例与实践**：提供实际的编程示例，帮助学习者掌握MPI编程技巧，并通过实际项目加深理解。 9. **参考文献**：提到了几本重要的并行计算书籍，如黄铠、徐志伟的《可扩展并行计算技术》、陈国良的《并行计算—结构、算法、编程》等，这些书籍可以作为深入学习的补充资料。 10. **相关网址**：列出了一些重要的并行计算和MPI相关的在线资源，如MPI官方论坛、Pthreads、PVM、OpenMP等，以及搜索引擎，帮助学习者获取最新的信息和工具。 本教程可能不仅限于上述内容，但这些是MPI并行程序设计的核心要点。通过这个教程，学习者应该能够理解和实施基于MPI的并行程序，从而在多核处理器或分布式系统上提升计算性能。