MPI-2并行编程指南

"UsingMPI-2是一份关于MPI-2（Message Passing Interface 2）的文档，专注于科学与工程计算领域。这份文档虽然排版不够理想，但提供了纯文本形式的内容，方便阅读和学习。MPI是一种标准接口，允许程序员在分布式内存多处理器系统上编写并行程序，而MPI-2是对原始MPI-1标准的扩展，增加了更多功能以适应更广泛的并行计算需求。" MPI（Message Passing Interface）是并行计算中广泛使用的通信库，它定义了一套标准的编程接口，使开发者能够在不同的并行计算机平台上编写可移植的程序。MPI-2是MPI的一个重要升级，于1997年发布，主要目标是增强MPI-1的功能，以支持更多类型的并行计算环境，特别是针对大规模并行处理（MIMD，Multiple Instruction Multiple Data）系统。 MPI-2引入了几个关键的新特性： 1. **动态进程管理**：在MPI-1中，进程的创建和销毁是在程序启动时确定的。MPI-2引入了动态进程管理，允许程序在运行时根据需要创建和销毁进程，增强了灵活性。 2. **I/O功能**：MPI-2增加了对并行I/O的支持，允许并行应用程序高效地访问共享文件系统，从而实现数据的并行读写。 3. **单边通信**：单边通信（如RMA，Remote Memory Access）允许一个进程无需等待另一个进程响应即可进行数据传输，提高了效率和并行性。 4. **非阻塞通信**：在MPI-1中，大部分通信操作都是阻塞的，即发送方必须等待接收方确认接收到消息。MPI-2引入了非阻塞通信，使得发送方可以在等待消息传递的同时执行其他计算任务。 5. **点到多点和多点到点通信**：除了基本的点到点通信，MPI-2还提供了广播、收集、散列和全排列等高级通信模式，方便在多进程中高效地分布和聚合数据。 6. **错误处理**：MPI-2提供了更丰富的错误处理机制，包括预定义的错误代码和用户自定义错误处理函数。 7. **支持异构系统**：MPI-2考虑到了不同硬件和操作系统之间的差异，使得并行程序能在包含不同处理器架构的系统上运行。 8. **文件系统抽象**：MPI-2提供了一个统一的文件系统接口，允许程序以并行方式访问分布式文件系统。 9. **增强的类型支持**：MPI-2扩展了数据类型系统，增加了如不规则数组、结构化和非结构化数据的支持，使得复杂数据结构的并行处理更为便捷。 通过这些特性，MPI-2极大地拓宽了并行编程的应用范围，使得开发者能够构建更大规模、更高性能的科学计算应用。在实际项目中，理解和掌握MPI-2的知识对于开发高效的并行程序至关重要，尤其是在高性能计算和大型科学模拟领域。