MPI并行编程入门：消息传递与大规模并行算法

本文档是一份关于串行代码与MPI并行程序设计的自学教程，主要针对的是并行计算领域的入门者和专业人士。首先，教程从基本概念入手，介绍了并行程序设计的基本概念，强调了在并行处理环境中，如大规模并行处理机（MPP）和机群（Cluster）中，消息传递的重要性。MPI（Message Passing Interface）在此扮演核心角色，它是消息传递函数库的标准规范，由MPI论坛开发，支持Fortran和C这两种编程语言。 章节详细讲解了MPI的点对点通信机制，这是MPI中最基础也是最重要的部分，它允许进程之间的直接通信，但需明确指定接收者和发送者。接下来，教程涵盖了MPI程序的编译和运行实践，通过实例帮助读者理解和掌握如何在实际项目中应用MPI进行并行编程。 此外，文档引用了多本相关的书籍作为参考资料，包括经典的《MPI: The Complete Reference》、《Using MPI》和《Using MPI-2: Advanced Features of the Message-Passing Interface》，以及国内作者的作品《高性能计算并行编程技术-MPI并行程序设计》。这些资源深入剖析了MPI的高级特性和编程技巧，以及与多线程库标准（如Win32 API、POSIX threads和OpenMP）和消息传递库标准（如PVM）的区别。 教程还提到，消息传递并行程序设计具有很高的适应性，因为它要求程序员精细划分任务，组织数据交换，这使得它特别适合大规模可扩展的并行算法。尽管这种方式可能增加了编程复杂性，但其在现代并行计算中的价值不言而喻。 最后，文章明确了本讨论的重点在于消息传递并行编程的实践应用，让读者了解到这是一种不可或缺的并行编程技术，对于理解和利用现代高性能计算系统至关重要。 通过这份教程，学习者能够建立起对串行代码的理解，进而掌握MPI并行程序设计的基础知识和技能，为进一步提升并行计算能力打下坚实的基础。