MPI并行编程：派生数据类型与5G技术解析

"派生数据类型-中国电信5g技术白皮书" 本文主要探讨了MPI（Message Passing Interface）中处理不连续数据的方式，包括派生数据类型和数据的打包与解包。派生数据类型是MPI提供的一种灵活性，使得用户能够自定义复杂的数据结构，以便在并行计算环境中有效地传输不同类型或非连续的数据。 14.1 派生数据类型 在MPI中，预定义数据类型如MPI_INT只能处理单一类型的数据。然而，实际应用中往往需要传递混合类型的数据（如整数和浮点数）或非连续的数据（如矩阵的一部分）。派生数据类型就是为了满足这种需求，允许用户定义新的数据结构，将不同的基类型（如int、float等）和它们在内存中的相对位置（偏移）组合成一个新的数据类型。类型图是描述这些数据类型的一种形式化方法，由一系列基类型和对应的偏移组成。例如，类型图可以表示为{(基类型0, 偏移0), (基类型1, 偏移1), ..., (基类型n-1, 偏移n-1)}。基类型可以是预定义类型或派生类型，偏移可以正负，无特定顺序要求。类型表则是所有基类型的集合。 通过类型图和数据缓冲区的基地址，可以明确地指示出通信缓冲区中数据的分布。预定义数据类型的类型图只有一个基类型和偏移为0的条目，比如MPI_INT的类型图为{(int, 0)}。 在并行编程中，使用派生数据类型可以避免在发送和接收端进行额外的内存拷贝操作，提高效率。然而，即使通信域系统支持收集分散数据，这种方法也可能需要额外的拷贝步骤。 《高性能计算之并行编程技术》一书由都志辉编著，详细介绍了MPI并行程序设计，适合本科高年级学生、研究生以及有编程经验的并行计算用户学习。书中从并行计算基础开始，逐步引入MPI的基本功能和高级特性，并涵盖了MPI-1和MPI-2的关键扩展，如动态进程管理、远程存储访问和并行文件读写。通过实例和详细解释，帮助读者理解如何编写高效且复杂的MPI程序，同时培养并行求解的思维，使并行计算成为解决问题的有效工具。