Linux编程与MPI、OpenMP应用探索

该资源是关于高性能计算课程的PPT，主要探讨了串行计算和并行计算的情形，特别提到了Message Passing Interface (MPI)编程。由Wu Zhang（上海大学计算机工程与科学学院的成员）讲解，内容涵盖Shell编程、GCC编程、MPI编程以及OpenMP编程，并详细介绍了Linux编程的基本方法，包括单文件和多文件的编程及编译过程，还涉及了多文件编程实验，如静态库和动态库的创建及链接。 在高性能计算领域，串行计算和并行计算是两种主要的计算模式。串行计算是指一个任务被逐个分解执行，而并行计算则允许多个任务同时执行，以提高计算效率。MPI（Message Passing Interface）是并行计算中的一个重要工具，它允许在分布式内存系统中不同进程之间交换信息，实现数据通信和同步，广泛应用于大规模科学计算和工程模拟。 在Linux编程中，基础步骤包括使用编辑器（如vi或gedit）编写源代码，然后使用GCC或G++编译器进行编译。对于单文件程序，可以直接使用`gcc -o [output] [source_file]`或`g++ -o [output] [source_file]`生成可执行文件。而对于多文件项目，需要管理依赖关系，这通常通过makefile来完成。makefile定义了各个源文件的编译规则和链接顺序，例如，`gcc -c [source_file].c`用于编译源文件为对象文件，最后通过`gcc -o [output] [object_files]`将所有对象文件链接成可执行文件。 在多文件编程实验中，可能包含多个头文件（如mytool1.h和mytool2.h）和对应的源文件（如mytool1.c和mytool2.c）。每个源文件需要根据其依赖的头文件进行编译。makefile可以简化这个过程，例如，指定目标文件(printhello)依赖于main.o, mytool1.o和mytool2.o，然后列出每个.o文件的构建规则。在执行make时，它会自动判断哪些文件需要重新编译并执行相应的命令。 此外，makefile中的注释使用“#”表示，命令前必须用制表符（tab）而不是空格，这是makefile语法的关键要求。通过makefile，可以方便地管理复杂的项目，包括生成静态库和动态库。静态库（如libname.a）在链接时会被完整地复制到可执行文件中，而动态库（如libname.so）则在运行时按需加载，有助于节省磁盘空间和提高程序启动速度。如果使用动态库，还需要确保运行环境能够找到这些库文件，这可能涉及到设置LD_LIBRARY_PATH环境变量或者使用ldconfig工具。