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高性能计算之并行编程技术MPI并行程序设计(完整版)

高性能计算之并行编程技术

—— MPI并行程序设计

都志辉 编著

李三立 审阅

陈渝 刘鹏 校对

I

内容提要

本书介绍目前最常见的并行程序— MPI并行程序的设计方法 它适合高校三四年级本科

生 非计算机专业研究生作为教材和教学自学参考书 也适合于广大的并行计算 高性能计

算 用户作为自学参考书使用 对于有FORTRAN和C编程经验的人员 都可以阅读并掌握

本书的内容

首先介绍了并行程序设计的基础 提供给读者进行并行程序设计所需要的基本知识 然

后介绍了MPI 的基本功能 从简单的例子入手 告诉读者MPI程序设计的基本过程和框架

这一部分是具有C或/FORTRAN 串行程序设计经验的人员很容易理解和接受的 接下来介绍

MPI程序设计的高级特征 是已经掌握了MPI基本程序设计的人员进一步编写简洁 高效的

MPI程序 使用各种高级和复杂的MPI功能所需要的 最后一部分介绍了MPI 的最新发展和

扩充MPI-2 主要包括三个部分 动态进程管理 远程存储访问和并行文件读写

本书包括了MPI-1 的全部调用和MPI-2 的关键扩充部分的调用 并附以大量的图表和示

例性程序 对程序的关键部分给出了讲解或注释 读者若能将例子和对MPI调用的讲解结合

起来学习 会取得更好的效果

本书的目的 不仅是教给读者如何去编写从简单到复杂的MPI并行程序 更重要的是

希望在学习本书之后 在读者以后解决问题的过程中 能够树立并行求解的概念 使并行方

法真正成为广大应用人员和程序开发员手中的重要工具

II

目录

序IX

前言XI

程序列表 XII

图列表XIV

表格列表 XVII

第一部分 并行程序设计基础 1

第1章 并行计算机2

1.1 并行计算机的分类 2

1.1.1 指令与数据2

1.1.2 存储方式3

1.2 物理问题在并行机上的求解 4

1.3 小结 5

第2章 并行编程模型与并行语言6

2.1 并行编程模型 6

2.2 并行语言 7

2.3 小结 8

第3章 并行算法9

3.1 并行算法分类 9

3.2 并行算法的设计 9

3.3 小结 11

第二部分 基本的MPI并行程序设计12

第4 章MPI简介 13

4.1 什么是MPI13

4.2 MPI 的目的13

4.3 MPI 的产生14

4.4 MPI 的语言绑定14

4.5 目前主要的MPI实现15

4.6 小结15

第5章第一个MPI程序 16

5.1 MPI实现的 Hello World! ”16

5.1.1 用FORTRAN77+MPI实现 16

5.1.2 用C+MPI实现 18

5.2 MPI程序的一些惯例21

5.3 小结22

第6章六个接口构成的MPI子集23

6.1 子集介绍23

6.1.1 MPI调用的参数说明23

III

6.1.2 MPI初始化25

6.1.3 MPI结束25

6.1.4 当前进程标识25

6.