MPI进程组与通信器详解
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更新于2024-08-08
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"MPI并行编程相关知识,包括进程组、通信器、上下文、域内通信器、域间通信器的概念及其操作函数"
在并行编程领域,MPI(Message Passing Interface)是一种广泛使用的标准,它提供了进程之间的通信机制。本文档主要介绍了MPI中的进程组、上下文、通信器以及相关的操作函数。
首先,进程组(MPI_Group)是MPI程序中进程的逻辑组织单位,它是由一组进程构成的有序集合。MPI提供两个预定义的进程组句柄:MPI_GROUP_EMPTY表示空进程组,而MPI_GROUP_NULL则表示非法进程组。进程组句柄是进程特有的,仅对持有句柄的进程有意义,因此无法在进程间直接传递。
上下文(Context)是通信器的一个关键属性,它定义了通信的空间范围,确保消息在特定的上下文中传递,避免不同通信器之间的消息混淆。尽管上下文对用户透明,但它是MPI实现中的一个重要概念,用于区分不同的通信行为。
通信器(Communicator)是MPI中的核心概念,分为域内通信器(Intracommunicator)和域间通信器(Intercommunicator)。域内通信器基于进程组和上下文,通常包含定义通信器的进程,允许点对点和聚合通信。MPI_COMM_WORLD、MPI_COMM_SELF和MPI_COMM_NULL是预定义的域内通信器,其中MPI_COMM_NULL代表非法通信器。而域间通信器用于不同进程组之间的通信,仅支持点对点通信。
针对进程组,MPI提供了查询进程组大小和进程在组中序号的函数,如`MPI_Group_size`和`MPI_Group_rank`。这些函数分别返回进程组中进程的数量和当前进程在组内的排名。
MPI并行编程还包括对各种数据类型的支持,以及诸如初始化、检测、退出MPI系统、点对点通信和广播等基本操作。在实际编程中,理解并熟练运用这些概念和函数是编写高效并行程序的基础。
在并行计算环境中,如SMP、MPP、DSM系统,以及微机/工作站机群,MPI提供了一种跨平台的编程模式,允许开发者在不同的硬件架构上构建可扩展的并行应用。通过消息传递机制,MPI能够充分利用多处理器系统的能力,提高计算效率,尤其是在大规模科学计算和工程问题求解中。
了解和掌握MPI的基本概念和函数,是进行并行编程和高性能计算的关键步骤,这不仅有助于提升程序的运行效率,也有助于解决复杂的并行计算问题。
2021-01-30 上传
2021-03-25 上传
2023-04-25 上传
2023-06-08 上传
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2023-05-24 上传
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2023-07-19 上传
2023-07-08 上传
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