中国电信5G技术白皮书：非阻塞并发通信

《非阻塞标准发送和接收 - 中国电信5G技术白皮书》探讨了高性能计算领域中的关键概念——MPI（Message Passing Interface）并行程序设计。非阻塞通信是MPI的重要特性，它允许在发送和接收操作的同时进行其他计算任务，提高了程序的并发性和效率。在非阻塞模式下，发送和接收操作不会阻塞执行，而是立即返回，使得计算与通信可以重叠进行。 具体来说，非阻塞发送和接收包括以下几个要点： 1. **启动发送**：当一个进程发起一个非阻塞发送时，它不会等待数据完全传输完毕，而是立即返回控制权给调用者，继续执行其他任务。这通过异步通信机制实现，进程并不知道消息是否已成功发送。 2. **启动接收**：类似地，接收操作也是非阻塞的，接收进程在接收到消息后立即通知应用程序，而无需等待消息完全到达。 3. **通信计算重叠**：非阻塞通信使得进程可以在等待通信结果的同时执行其他计算，这种通信与计算的同步被分离，提高了整体的吞吐量。 4. **通信完成**：尽管操作是异步的，但进程通常需要检查通信状态来确认消息是否已经到达或发送完成。这时，通信完成的通知机制会触发相应的处理。 5. **缓冲区管理**：在非阻塞模式下，发送进程在发送数据之前可能需要将数据放入发送缓冲区，而在通信完成后，接收进程需要正确地引用接收数据，以避免数据丢失。 该章节不仅介绍了MPI的基本原理和使用，还强调了它如何应用于高校学生的教学和研究，以及对有FORTRAN和C编程基础的专业人士的实用性。书中详细解释了MPI的高级特性和最新发展，如MPI-2中的动态进程管理、远程存储访问和并行文件读写功能。通过丰富的示例和注释，读者能够逐步掌握如何编写从简单到复杂的MPI程序，并培养对并行求解概念的理解，使之成为实际问题解决的重要工具。 《非阻塞标准发送和接收》是并行编程特别是MPI并行编程领域的重要参考资料，涵盖了并行计算机基础知识、并行编程模型、并行算法设计以及高级MPI技巧，对于从事高性能计算和并行计算的用户来说，是一本非常实用的学习指南。