MPI并行编程：用户自定义归约操作解析

"用户自定义归约操作-中国电信5g技术白皮书" 在并行计算领域，MPI（Message Passing Interface）是一种广泛使用的编程接口，它允许程序员在分布式内存系统上编写并行程序。《用户自定义归约操作-中国电信5g技术白皮书》中的内容涉及到了MPI的高级特性，特别是关于用户自定义归约操作的部分，这是MPI并行程序设计中的一个重要概念。 MPI提供了一组预定义的归约操作，如MPI_MAX、MPI_MIN、MPI_SUM等，这些操作可以用于并行计算中数据的聚合。然而，MPI还允许用户通过MPI_OP_CREATE接口创建自己的归约操作，这极大地扩展了MPI的功能，使得开发者可以根据特定的需求定制计算逻辑。 MPI_OP_CREATE函数的调用格式为`MPI_Op_create(MPI_User_function *function, int commute, MPI_Op *op)`。在这个函数中： 1. `function`参数是一个指向用户自定义函数的指针，该函数定义了如何合并两个数据项。这个函数需要满足归约操作的性质，即不论数据项的顺序如何，最终结果都是一致的。 2. `commute`参数是一个布尔值，表示用户自定义的归约操作是否具有交换性。如果设置为`true`，意味着操作是可交换的，例如加法和乘法；如果设置为`false`，则操作可能不具有交换性，例如排序。 3. `op`是一个输出参数，返回的是一个MPI_Op类型的句柄，代表了创建的自定义操作。这个句柄可以用于后续的MPI归约函数，如MPI_Reduce和MPI_Allreduce。 在实际编程中，用户自定义的归约函数通常需要遵循特定的原型，例如，对于双精度浮点数，它可能看起来像这样： ```c void user_defined_reduction(double a, double b, double* result, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op) { // 用户定义的归约逻辑 } ``` 在这个函数中，`a`和`b`是要合并的数据项，`result`是存放合并结果的变量，`datatype`表示数据类型，而`op`是操作句柄，但在这里通常不使用。 学习并理解如何创建和使用用户自定义归约操作，对于编写高效、灵活的并行程序至关重要。这使得开发者能够处理更复杂的数据结构和算法，特别是在处理如矩阵运算、物理模拟等需要自定义计算规则的任务时。 此外，这本书《高性能计算之并行编程技术——MPI并行程序设计》由都志辉编著，深入浅出地介绍了MPI并行编程的各个方面，不仅适合本科高年级学生和研究生学习，也适用于具有FORTRAN或C语言背景的并行计算和高性能计算从业者。书中涵盖了从基础的并行编程概念到高级MPI特性的完整内容，包括动态进程管理、远程存储访问和并行文件读写等MPI-2的关键扩展，旨在培养读者的并行思维，使并行编程成为解决实际问题的有效工具。通过丰富的示例和解释，读者可以逐步掌握从简单到复杂的MPI程序设计技巧。