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1、多核程序设计第七章MPI编程及性能优化2007年6月12日MPI简介MPI及其历史消息传递接口（MessagePassingInterface，简称MPI）是一种编程接口标准，而不是一种具体的编程语言。由消息传递接口论坛（MessagePassingInterfaceForum，简称MPIF）发起讨论并进行规范化的。MPI标准如今已经成为事实意义上的消息传递并行编程标准，也是最为流行的并行编程接口。MPI标准定义了一组具有可移植性的编程接口。典型的实现包括开源的MPICH、LAMMPI以及不开源的INTELMPI。MPI程序特点消息传递指的是并行执行的各个进程具有自己独
2、立的堆栈和代码段。分类：单程序多数据（SingleProgramMultipleData，简称SPMD）prog_aLoadProcessStoreprocess0process1process2LoadProcessGatherStoreMPI程序特点(续)分类：多程序多数据MPMD(a)MPMDMaster/Worker(b)MPMDCoupledAnalysisNode1Node2Node3Node1Node2Node3prog_aprog_bprog_aprog_bprog_c(c)MPMDStreamlineprog_aprog_bprog_cNode1Nod
3、e2Node3MPI编程基础简单的MPI程序示例#include#include"mpi.h"intmain（intargc,char*argv[]）{intrank;intsize;MPI_Init（argc,argv）;MPI_Comm_rank（MPI_COMM_WORLD,&rank）;MPI_Comm_size（MPI_COMM_WORLD,&size）;printf（"Helloworldfromprocess%dof%d",rank,size）;MPI_Finalize（）;return0;}Helloworldfromprocess
4、0of4Helloworldfromprocess1of4Helloworldfromprocess2of4Helloworldfromprocess3of4MPI程序的四个基本函数MPI_Init和MPI_FinalizeMPI_Init初始化MPI执行环境，建立多个MPI进程之间的联系，为后续通信做准备。而MPI_Finalize则是结束MPI执行环境。MPI_Comm_rank来标识各个MPI进程MPI_Comm_size用来标识相应进程组中有多少个进程MPI的点对点通信两个最重要的MPI函数MPI_Send和MPI_Recv。intMPI_SEND(buf,co
5、unt,datatype,dest,tag,comm)这个函数的含义是向通信域comm中的dest进程发送数据。消息数据存放在buf中，类型是datatype，个数是count个。这个消息的标志是tag，用以和本进程向同一目的进程发送的其他消息区别开来。intMPI_RECV(buf,count,datatype,source,tag,comm,status)MPI_Recv绝大多数的参数和MPI_Send相对应，有相同的意义，很好理解。唯一的区别就是MPI_Recv里面多了一个参数status。status主要显示接收函数的各种错误状态。消息管理7要素MPI最重要的功
6、能莫过于消息传递。正如我们先前看到一样，MPI_Send和MPI_Recv负责在两个进程间发送和接收消息。总结起来，点对点消息通信的参数主要是由以下7个参数组成：发送或者接收缓冲区buf；数据数量count；数据类型datatype；目标进程或者源进程destination/source；消息标签tag；通信域comm；.消息状态status，只在接收的函数中出现。错误管理MPI在错误管理方面提供了丰富的接口函数，这里我们介绍其中最简单的部分接口。用status.MPI_ERROR来获取错误码。MPI终止MPI程序执行的函数MPI_Abort。intMPI_Abort（
7、MPI_Commcomm,interrorcode）它使comm通信域的所有进程退出，返回errorcode给调用的环境。通信域comm中的任一进程调用此函数都能够使该通信域内所有的进程结束运行。MPI群集通信同步本函数接口是：intMPI_Barrier（MPI_Commcomm）在操作中，通信子comm中的所有进程相互同步，即它们相互等待，直到所有进程都执行了他们各自的MPI_Barrier函数，然后再各自接着开始执行后续的代码。广播从一个root进程向组内所有其他的进程发送一条消息。接口是：intMPI_Bcast（void*buf
