【毕业设计】mpi关键源代码初步分析

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1、本科毕业设计（论文）说明书MPI关键源代码初步分析学院软件学院专业软件工程学生姓名指导教师提交日期2008年06月11日摘要集群技术的出现，很大程度上打破了高性能计算机市场的格局。在相当一部分领域，原本成本极高，且容易出现故障的高性能计算机，被成本低廉，稳定性相对高的机群所代替。随着高性能计算技术的不断发展，如何更好地利用机群系统，设计出高效稳定的并行算法，是目前计算机科学领域研究的热点之一，且具有广泛的应用背景和使用价值。常用的并行编程标准由MPI、PVM等，其中消息传递接口MPI以其移植性好、功能强大、效率高等优点而成为目前最主要的并行编程工具。本文选用MPI众多实现中

2、一个最重要的实现：MPICH，初步分析其中的关键函数的源代码。本文从点对点通信的标准发送函数发送入手，阐述了MPICH的层次嵌套结构及每一层主要实现的功能。通过源代码分析，阐述了整个程序的流程以及关键语句的作用。随后，通过分析一个具体的例子，将MPICH中从用户接口到底层传输的整个流程做了具体分析。最后总结了本论文所做工作的经验与不足，以及需要继续研究的问题。关键字：MPI，并行程序设计，源代码分析AbstractTheappearanceofclustertechnologebroketheparrernofhigh-performancecomputermarketin

3、largeextent.Insomearea,thehigh-costandeasy-failurehigh-performancecomputerarereplacedbylow-costandhigh-stabilitycluster.Withthedevelopmentofhigh-performancecomputingtechnology,howtomakebetteruseofthecluster,designouthigh-effectandstableparallelpargramisoneofthehotspotincomputersciencefield

4、atpresent,alsohasbroadlyapplyingbackgroundandpracticalvalue.SomecommonusedparallelprogrammingstandardsareMPI,PVMetc.MPIstandardiswelcomedbecauseofitsportability,powerfulfunctionandefficiencyandbecomethemostleadingtools.Inthispaper,wechooseoneofthemostimpotantimplementationofMPI,MPICH,toana

5、lyzeitssourcecodeofsomekeyfunctions.Inthispaper,webeginwiththestandardsendfunctioninpoint-to-pointcommunicationanddescribethestructureandthemainfunctionsofeachlevel.Withtheanalyingofsourcecode,thecircuitofthewholeprogramandtheuseofsomekeysentencesaredescribed.Moreover,aspecificexampleisana

6、lyzedandwedepictalltheprocessesfromuserinterfacetoinformationtransmissioninbottom.Atlast,theworkandexperienceofthispaperissummariedandtheissuesthatneedfurtherresearcharepointedout.Keyword:MPI,ParallelProgramming,SourceCodeAnalyze第一章绪论高性能计算机的发展以及其应用的日益广泛，对科学技术及整个人类社会都产生了深远的影响，因此计算机被列为与理论分析与

7、实验并列的第三种的科学研究手段[1]。同时，高性能计算机也逐渐从大型实验室进入各大商业公司中，充当更重要的角色。现在的计算机比10年前性能提高超过100倍，但更加复杂的数值模拟和计算机辅助设计对计算机的性能要求增长得更为迅速[2]。因此，为了满足发展的需要，除了提高元器件的速度之外，系统结构也必须改进。现阶段，计算机系统结构的改进主要围绕着并行技术展开。因此，对并行计算机及并行程序设计的研究就尤为重要。1.1研究的背景与意义根据Flynn分类法，将计算机分为四大类：单指令单数据流（SISD），单指令多数据流（SIM