C语言 MPI并行编程及数据复制时间测量实践

资源摘要信息:"本次分享的资源主要涉及到使用MPI（消息传递接口）进行C语言的并行编程，并且将重点放在数据在进程环形结构中的传递以及时间测量。MPI是一种支持多种编程语言的消息传递库，它主要用于开发并行计算机程序。它允许程序员对程序进行分布式内存多处理器计算机上的并行操作。 MPI广泛应用于科学计算和大型工程计算，是高性能计算领域的标准通信协议。该资源的目的是让学生、研究人员和工程师们能够理解如何利用MPI环境来编写并行程序，并且掌握测量并行计算过程中时间消耗的方法。具体来说，本资源包含了两个文件：'ring_mpi_test' 和 'ring_mpi'。从文件名可以推测，这两个文件是MPI并行编程的实例代码。'ring_mpi_test' 可能是一个用于测试的数据文件，而'ring_mpi'则可能是核心的C语言源代码文件，该文件可能包含创建进程环形结构、发送和接收消息以及时间测量的代码段。" 知识点详细说明： 1. MPI 并行编程环境 MPI（Message Passing Interface）是一种用于编写并行程序的通信库和接口标准，主要用于高性能计算（HPC）。MPI提供了丰富的API用于进程间通信和同步，其中包括点对点通信、集合通信操作、组操作等。对于并行计算环境，MPI允许程序分散到多个处理器上执行，这样可以极大地提升计算效率。 2. C语言编程 C语言是一种广泛使用的编程语言，因其执行效率高而被广泛应用于系统软件和应用软件的开发。在高性能计算领域，C语言也常常被用来编写并行程序。C语言的灵活性和对硬件控制的能力使其成为并行编程的理想选择。 3. 数据复制与进程间通信 在并行计算中，数据复制是指将数据从一个进程（或节点）复制到另一个进程（或节点）。数据复制对于并行计算的负载平衡和计算任务的分配至关重要。MPI提供了多种数据复制的方法，包括阻塞和非阻塞消息传递，以及不同的数据传输模式，如点对点通信和集合通信。 4. 进程环形结构 进程环形结构是指多个进程形成一个环状结构，每个进程都可以与前一个和后一个进程进行通信。在环形结构中，数据可以沿着环形结构单向或双向移动。这种结构在分布式内存系统中十分常见，因为它可以有效地在进程间进行数据传递。 5. 时间测量 在并行计算中，了解程序执行所需时间是非常重要的，这有助于评估并行算法的性能以及进行优化。MPI提供了专门的函数用于测量执行时间，例如MPI_Wtime()，它返回一个表示当前时间的浮点数（以秒为单位），从而可以用来计算代码执行的时间长度。 6. 文件名称解析 - 'ring_mpi_test'：这个文件可能是用于测试的文件，它可能包含了测试用例或者测试数据，用于检验并行程序的正确性和性能。 - 'ring_mpi'：这个文件很可能是C语言的源代码文件，它可能包含了使用MPI实现的并行算法，具体而言，可能是创建环形通信结构、数据复制和时间测量的代码实现。 通过这些文件，用户可以学习如何将C语言与MPI结合，构建和测试并行算法，理解在并行程序中如何进行有效的进程间通信以及如何测量并行计算过程中的时间消耗，这对于研究和开发高性能计算应用是非常有帮助的。