MPI并行程序设计：高性能计算实践指南

"本书详细阐述了高性能计算中的并行编程技术，特别是MPI（Message Passing Interface）并行程序设计。适合作为本科高年级学生、非计算机专业研究生的教材，以及并行计算和高性能计算用户的自学参考书。书中首先介绍了并行计算的基础知识，包括并行计算机的分类、并行编程模型与语言，以及并行算法的设计。接着，深入讲解了MPI的基本功能和编程框架，通过实例让读者了解如何编写MPI程序。此外，还探讨了MPI的高级特性，如动态进程管理、远程存储访问和并行文件读写，涵盖了MPI-1和MPI-2的关键扩展。作者的目标不仅是教授编写MPI并行程序，更是希望读者能够掌握并行求解的概念，将并行方法应用于实际问题解决中。" 在高性能计算领域，并行编程技术是提升计算效率的关键。MPI（Message Passing Interface）是一种广泛应用的并行编程标准，它允许分布式内存系统中的进程间通信。MPI并行程序设计涉及多个方面： 1. **并行计算机的分类**：根据指令与数据的处理方式，可以将并行计算机分为共享内存和分布式内存两类。共享内存系统中的所有处理器共享同一块物理内存，而分布式内存系统中的每个处理器有自己的独立内存，它们通过网络通信。 2. **并行编程模型**：包括进程模型（如PVM、MPI）、线程模型（如OpenMP）等，这些模型为并行计算提供了抽象的框架。 3. **并行语言**：并行语言如Fortran 90/95/2003、C++、Java等支持并行特性，而MPI则作为一个库，可以与多种编程语言结合使用。 4. **MPI基础**：MPI提供了丰富的通信原语，如`MPI_Send`和`MPI_Recv`用于进程间的消息传递，`MPI_Init`和`MPI_Finalize`用于初始化和结束MPI环境。MPI不仅支持点对点通信，还包括广播、收集、scatter-gather等集体通信操作。 5. **MPI高级特性**：MPI-2引入了动态进程管理，允许程序在运行时创建和销毁进程；远程存储访问允许跨节点访问数据；并行文件系统支持多进程同时读写文件，极大地提高了I/O性能。 通过学习本书，读者不仅可以掌握编写MPI程序的基本技巧，还能了解到如何设计并行算法，优化并行程序的性能。此外，书中丰富的图表和示例程序有助于加深理解，促进理论与实践相结合。通过这样的学习，读者能够在未来的工作中有效地利用并行计算解决复杂问题。