基于数据分组方法的数据仓库并行预计算和查询二

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1、基于数据分组方法的数据仓库并行预计算和查询（二）　　MPI建立了一套有效的、可移植的、灵活的标准，并已经成为国际上应用最为广泛的并行程序设计平台。MPI可以使用于几乎所有的并行计算环境（共享存储和分布式存储、MPP、Cluster）和多个操作系统（UNIX、WindowsNT、Linux）。　　3.2MPI的特点与实现如上一小节所述，MPI是一个消息传递模式下并行程序设计的标准规范。在标准的程序设计语言的基础上，加入实现进程间通信的MPI消息传递函数以及其他并行计算环境设置函数，就构成了MPI并行程序设计所

2、依赖的并行编程环境。对于MPI的定义，需要理解以下三个方面[Du01]：　　(1)MPI是一个库而不是一门语言。MPI库可以被FORTRAN77/C/Fortran90/C++调用从语法上说它遵守所有对库函数/过程的调用规则和一般的函数/过程没有什么区别。　　(2)MPI是一种标准或规范的代表,而不特指某一个对它的具体实现。迄今为止所有的并行计算机制造商都提供对MPI的支持，一个正确的MPI程序，可以不加修改地在所有并行机上运行。25　　(3)MPI是一种消息传递编程模式并成为这种编程模式的代表和事实上的标

3、准。MPI虽然很庞大，但是它的最终目的是服务于进程间通信这一目标的。　　由此可见，MPI是一个标准。就如同世界上其他标准一样，都会出现很多基于同一标准的不同产品，MPI也不例外。很多研究机构或者公司根据MPI的标准和自己的实际情况，编写出了不同的支持MPI程序的编程环境，而这些编程环境在MPI的世界里就被称为MPI实现。目前比较重要的MPI实现有以下两种：　　●MPICH[MPI07]。MPICH是一种最重要的MPI实现，是目前使用最广泛的免费MPI系统，大部分集群系统上的并行环境是MPICH。它由美国Ar

4、gonne国家实验室和MSU共同进行维护。支持几乎所有Linux/UNIX以及Windows9x，NT，2000和XP系统。而且每当MPI推出新的版本时，就会有相应的MPICH实现版本。　　●LAM[LAM07]。由美国OhioStateUniversity开发，主要用于异构的计算机网络计算系统。　　3.3MPI编程的基本概念25　　一个MPI并行程序由一组进程或线程所组成。这些进程或线程可以运行在相同的机器上，也可以运行在不同的机器上。在MPI中，一个独立参与通信的个体被定义为一个进程。每个进程所运行的代

5、码并不需要是同样的，进程间的通信是通过调用MPI通信原语来完成。在典型情况下，每个进程都是在自己特有的地址空间中运行，尽管有时在SMP上的MPI程序并不如此。MPI程序中的每个进程都有一个序号，用于在进程组（由MPI程序中部分或全部进程所构成的一个集合）中标识该进程，这个序号被称为进程号，取值范围由0开始。　　MPI程序中进程间通信是通过通信器（communicator）进行的，通信器提供了进程间通信的基本环境。MPI程序在启动时会自动创建两个通信器：MPI_COMM_WORLD和MPI_COMM_SELF

6、。前者包含程序运行时的所有进程，后者则是由每个进程独自构成、仅包含自己的通信器。在MPI程序中，一个MPI进程由通信器和进程在该通信器中的进程号唯一标识，同一进程可以在不同通信器中有不同的进程号。进程可以通过调用MPI_Comm_rank函数来获得本进程在某指定通信器中的进程号。　　3.3.1MPI的点对点通信25　　通信器使得进程间可以通过消息或同步操作来完成通信。消息指在进程间进行的一次数据交换，在MPI中，消息一般包含以下一些内容：通信器、源进程、目的进程、消息标签和数据。MPI进程中使用得最频繁，最

7、基本的一种通信模式就是一对进程相互之间进行通信，也就是一个进程发送消息，另一个进程接收消息，这种通信方式在MPI中被称作点对点通信（pointtopointcommunication）。MPI有两大类型的点对点通信函数，一种称为阻塞式（blocking），另一种则是非阻塞式（unblocking）。●阻塞式通信：阻塞式函数会等到通信操作实际完成，或者至少通信所涉及的数据已经被MPI环境处理好之后才会返回。如MPI_Send和MPI_Recv，分别是阻塞式的发送和接收函数。MPI_Send函数返回之后，表明消

8、息已经发送完毕或者已经被MPI环境处理完毕，随后对于发送缓冲区的修改不会对已经发出的消息有所影响。而MPI_Recv函数返回后，表明消息已经接收完毕并且可以立即使用。●非阻塞式通信：非阻塞式函数在调用后会立即返回，而实际的消息传递工作由MPI环境在后台执行。非阻塞式函数的命名是在阻塞式函数名的MPI_前缀之后加上一个“I”，如MPI_Isend和MPI_Irecv则是MPI_Send和MPI_Recv的对应非阻塞