MPI并行计算在Fortran中的应用教程

"FORTRAN语言MPI程序设计，主要讲解如何使用FORTRAN语言进行MPI并行计算，涵盖了在不同计算环境下的MPI程序编写、编译和执行，包括IBM电脑系统和PCCluster上的实践操作。内容包括无边界数据交换和需要边界数据交换的并行程序设计，以及处理格点数不能整除的情况。" 在FORTRAN语言中，MPI（Message Passing Interface）是用于编写并行计算程序的一种标准库，广泛应用于高性能计算领域。本书详细介绍了MPI并行计算程序设计，适合对并行计算有兴趣或需求的读者。 首先，书中介绍了MPI的基础知识，包括MPI并行计算软件的作用，以及国家高速网络与计算中心的并行计算环境。在IBM电脑系统和PCCluster这两种不同平台上，书中的内容详细解释了如何配置和使用MPI，如MPI Fortran程序的编译指令、Job command file的设置以及并行程序的执行指令。 接着，书中深入讲解了无边界数据交换的并行程序设计。这部分内容涉及MPI的基本指令，如`mpif.h`头文件的使用，`MPI_INIT`和`MPI_FINALIZE`用于初始化和结束MPI程序，`MPI_COMM_SIZE`和`MPI_COMM_RANK`获取进程数量和进程ID，以及核心的通信函数`MPI_SEND`和`MPI_RECV`。此外，书中还介绍了如何编写不切割数据的并行程序，以及利用`MPI_SCATTER`、`MPI_GATHER`和`MPI_REDUCE`进行数据分散、收集和减少操作。 在需要边界数据交换的并行程序部分，书中讨论了`MPI_SENDRECV`用于同时发送和接收数据，以及`MPI_BCAST`进行广播操作。结合这些功能，书中的实例程序T3SEQ、T3CP和T3DCP展示了如何处理边界的通信问题，包括数据切割的并行程序设计。 最后，针对格点数不能整除的问题，书中有专门的章节探讨解决方案，这在处理分布式内存并行计算时是非常关键的一环，因为不均匀的数据分配可能影响程序的效率和正确性。 通过本书的学习，读者可以掌握FORTRAN语言下MPI并行编程的基本技巧，了解并行计算中的数据交换策略，并能够灵活应用到实际的并行计算项目中，提高计算性能和解决问题的能力。