基于MPI并行编程环境简述

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1、武汉理工大学硕士研究生课程大作业课程：《并行计算》开课学院：信息工程学院学期：2010-2011年度第1学期成绩并行计算课程报告题目：MPI并行编程环境概要指导老师：阮幼林教授学院：信息工程学院班级：信息研1001班姓名：余华学号：104972102820时间：2011年01-10摘要随着科技的发展，新一代的计算机，无论计算能力和计算速度，都比旧的计算机优越。但人类对高性能计算的需求，也不断提高.除了增强处理器本身的计算能力外，并行处理是一种提高计算能力的有效手段.从前，并行处理要采用昂贵的专用计算机，随着个人计算机及网络成本下降，现已广泛用分布式网络计算机系

2、统进行并行处理。在分布网络计算机系统中，采用消息传递方法实现进程间的通讯。当前流行基于消息传递的并行编程环境是MPI(MessagePassingInterface)。关键词：消息传递；消息传递接口；并行编程；AbstractBecauseofthedevelopmentoftechnology,thenewgenerationofcomputershouldbebetterthantheformeronesinthepowerandspeedofcomputing.Butthepeople'sdemandofhighperformanceofcomputin

3、gisincreasingtoo.Inadditiontoenhancingthecomputingpoweroftheprocessor,parallelprocessingisalsoanefficientwaytoenhancethepowerofcomputing.Inthepast,theparallelprocessingcanonlyrunontheexpensiveandspecialcomputers.Asthecostofpersonalcomputersandnetworksdecreased,andnow,itispopulartopr

4、ocesstheparallelprocessingonthedistributednetworkcomputingsystems.Inthedistributednetworkcomputingsystems,messagepassingisusedforthecommunicationbetweenprocesses.MPI(MessagePassingInterface)arecommondevelopmentenvironmentsofparallelprocessingbasedonmessagepassing.Keyword：Messagepass

5、ing;Messagepassinginterface;Parallelprogramming;1并行计算机系统介绍1.1并行计算机的软件并行计算机的软件紧随并行实体发展，因此，在不同的并行计算机体系结构都有相应的并行计算机软件。并行计算机软件可分并行计算机系统软件和并行计算机应用软件。并行计算机系统软件管理及协调并行计算机运作，并为用户提供计算机的并行接口。因此它对充分发挥并行计算机的性能、令用户能有效及友善地使用算机十分重要。并行系统软件包括并行操作系统及并行编译系统。并行计算机应用软件是解决具体应用问题的程序，不同问题有不同应用软件。并行计算机应用软件广

6、泛应用于科学计算、图形、图象处理等领域。并行程序在运行时，需要如任务的创建和终止、同步及通讯等操作。操作系统和编译系统是分两个层次处理:低层操作，如任务的创建和终止、同步锁、点对点消息传递等由系统提供。高层操作如编程方面，由程序员直接调用共享存储器并行机上的宏任务库、分布存储器并行机上的并行虚拟机器(ParallelVirtualMachine)及消息传递接口(Messagepassinginterface)等并行函数库;或在并行编译器辅助下，由程序员间接调用并行函数库。1.2并行程序设计语言并行计算机系统体系结构、并行计算机软件和并行算法是并行处理的三个要素

7、。发挥并行计算机系统效率关键，在于充分利用程序中的并行部分。并行程序设计语言提供描述并行处理的语言设施。并行程序设计语言可分为向量计算机的向量语言、共享存储器并行计算机及分布式存储器并行计算机的并行语言。分布式存储器的并行系统，每台计算机有独立的地址空间，数据通讯常用消息传递方式。即必须通过发送及接收消息来交换计算机上的数据。合理的数据分布，能减少远程访问，提高运行效率。而其它影响效率的因素有:负载平衡、通讯延迟、通讯模式等。消息传递方式有点对点通讯及集体通讯。这种系统结构使用的并行程序设计语言须具备分布式数据描述及消息传递功能。并行程序设计语言中的实现消息传

8、递机制的方法有:一、在原语言上提供并行