MPI：并行编程模型与目的详解

MPI,全称为Message Passing Interface，是一个被广泛用于高性能计算和并行程序设计的标准，其目标在于提供高效、可靠且易于移植的进程间通信机制。它不是一个单独的语言，而是作为一种库，能够被诸如Fortran、C等多种编程语言调用，遵循常规的库函数调用规则。MPI的核心理念是消息传递模型，它允许程序员编写可以在各种并行计算机平台上运行的程序，无需过多关注底层硬件差异。 MPI的首要目的是为了提升通信性能，通过优化如避免内存复制、支持计算与通信的同步，以提高程序执行效率。其次，它强调程序的可移植性，确保同一个MPI程序能够在不同的并行系统上无缝运行，不受硬件或供应商特定实现的影响。此外，MPI还提供丰富的功能，包括应用程序编程接口，方便C和Fortran的调用，以及可靠的通信接口，即使在复杂环境中也能保证通信的正确性。 书中提到，MPI的产生是为了应对分布式存储并行计算机的需求，通过定义核心库的语法和语义，使得跨平台实现成为可能。同时，MPI设计时考虑到兼容性和灵活性，既要与现有接口如PVM、NX Express和p4保持一定的一致性，又允许未来扩展以适应不断发展的并行计算需求。 在本书《高性能计算之并行编程技术——MPI并行程序设计》中，作者详细介绍了MPI的基本概念、目的和发展，从入门级的介绍开始，逐步深入到高级特性和MPI-2的扩充内容。对于有编程基础的读者，无论是对并行编程感兴趣的学生还是专业人员，都能从中学习到如何编写从简单到复杂的MPI程序，以及如何利用MPI进行高效并行求解，使并行方法成为解决实际问题的重要工具。 本书结构严谨，包括并行计算机基础知识、并行编程模型、并行算法等内容，旨在为读者提供全面的学习路径，从理论到实践，帮助他们掌握MPI并行编程的精髓。大量图表和示例程序的使用，有助于读者更好地理解和应用所学知识。因此，这是一本适合进行深入学习和实践的教材，旨在培养读者的并行思维和解决实际问题的能力。