MPI函数详解与并行编程基础

"MPI函数调用原型列表与简单解释-中国电信5g技术白皮书" 本文档详细列出了MPI（Message Passing Interface）中的多个关键函数及其简要解释，这些函数是并行编程中实现进程间通信的核心工具。MPI是用于编写高性能计算应用的标准化接口，特别是在分布式内存系统中。以下是对部分函数的详细介绍： 1. **MPI_Abort(MPI_Comm comm, int errorcode)**：这个函数用于终止MPI环境和程序执行，通常在发生严重错误时调用，其中`comm`是通信器，`errorcode`是错误代码。 2. **MPI_Address(void * location, MPI_Aint * address)**：获取内存中指定位置的地址，但已经被建议用`MPI_Get_address`代替，后者更安全且返回类型更精确。 3. **MPI_Allgather()**: 所有进程从其他所有进程中收集数据，每个进程的接收缓冲区包含所有其他进程的数据。 4. **MPI_Allgatherv()**: 类似于MPI_Allgather，但允许不同的进程接收不同数量的数据，通过数组`recvcounts`和`displs`指定每个进程的接收数据量和起始位置。 5. **MPI_Allreduce()**: 执行全局归约操作，将所有进程的计算结果合并成一个单一值，然后分发给所有进程。支持各种操作，如加法、乘法等，由`MPI_Op op`指定。 6. **MPI_Alltoall()**: 每个进程向所有其他进程发送数据，并接收所有其他进程的数据。每个进程发送和接收相同数量的数据。 7. **MPI_Alltoallv()**: 类似于MPI_Alltoall，但允许进程发送和接收不同数量的数据，并可以指定数据的接收位置。 8. **MPI_Attr_delete(), MPI_Attr_get(), MPI_Attr_put()**: 这些函数处理MPI通信器的属性，用于添加、获取和删除属性值，但已被建议使用新的API替换，以避免即将废弃的特性。 9. **MPI_Barrier(MPI_Comm comm)**: 所有进程在执行此函数后同步，必须等待所有进程到达此点才能继续。 10. **MPI_Bcast()**: 广播消息，从指定的根进程（root）向所有其他进程发送数据。 11. **MPI_Bsend()**: 异步发送数据，允许在发送操作完成之前继续执行其他操作。 MPI并行程序设计是高性能计算的重要组成部分，它利用MPI提供的函数来协调多进程之间的通信，实现数据的交换和运算的并行化。通过理解和熟练使用这些函数，开发者可以构建高效且可扩展的并行应用程序。本书《高性能计算之并行编程技术》深入浅出地介绍了MPI的基础知识、基本和高级功能，以及MPI-2的最新发展，为学习和实践并行计算提供了宝贵的资源。通过实例和讲解，读者可以逐步掌握并行编程的技巧，提高解决复杂计算问题的能力。