04-第四章-MPI编程指南-并行计算实践(共11章).ppt

现代密码学理论与实践之五 并 行 计 算 中国科学技术大学计算机科学与技术系 国家高性能计算中心(合肥) 2003年9月 第四章 MPI编程指南 4.1 引言 4.2 6个基本函数组成的MPI子集 4.3 MPI消息 4.4 点对点通信 4.5 群集通信 4.6 MPI扩展 4.7 小结 4.1 引言 MPI(Message Passing Interface )是一个消息传递接口标准 MPI提供一个可移植、高效、灵活的消息传递接口库 MPI以语言独立的形式存在，可运行在不同的操作系统和硬件平台上 MPI提供与C和Fortran语言的绑定 4.1 引言 MPI的版本 MPICH LAM (Local Area Multicomputer) CHIMP 4.2 6个基本函数组成的MPI子集 #include mpi.h /*MPI头函数，提供了MPI函数和数据类型的定义*/ int main( int argc, char** argv ) { int rank, size, tag=1; int senddata,recvdata; MPI_Status status; MPI_Init(argc, argv); /*MPI的初始化函数*/ MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, rank); /*该进程的编号*/ MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, size); /*总的进程数目*/ 4.2 6个基本函数组成的MPI子集 if (rank==0){ senddata=9999; MPI_Send( senddata, 1, MPI_INT, 1, tag, MPI_COMM_WORLD); /*发送数据到进程1*/ } if (rank==1) MPI_Recv(recvdata, 1, MPI_INT, 0, tag, MPI_COMM_WORLD, status); /*从进程0接收数据*/ MPI_Finalize(); /*MPI的结束函数*/ return (0); } 4.2 6个基本函数组成的MPI子集 MPI初始化：通过MPI_Init函数进入MPI环境并完成所有的初始化工作。 int MPI_Init( int *argc, char * * * argv ) MPI结束：通过MPI_Finalize函数从MPI环境中退出。 int MPI_Finalize(void) 4.2 6个基本函数组成的MPI子集 获取进程的编号：调用MPI_Comm_rank函数获得当前进程在指定通信域中的编号，将自身与其他程序区分。 int MPI_Comm_rank(MPI_Comm comm, int *rank) 获取指定通信域的进程数：调用MPI_Comm_size函数获取指定通信域的进程个数，确定自身完成任务比例。 int MPI_Comm_size(MPI_Comm comm, int *size) 4.2 6个基本函数组成的MPI子集 消息发送：MPI_Send函数用于发送一个消息到目标进程。 int MPI_Send(void *buf, int count, MPI_Datatype dataytpe, int dest, int tag, MPI_Comm comm) 消息接受:MPI_Recv函数用于从指定进程接收一个消息 int MPI_Recv(void *buf, int count, MPI_Datatype datatyepe,int source, int tag, MPI_Comm comm, MPI_Status *status) 4.3 MPI消息 一个消息好比一封信 消息的内容的内容即信的内容，在MPI中成为消息缓冲(Message Buffer) 消息的接收发送者即信的地址，在MPI中成为消息封装(Message Envelop) 4.3 MPI消息 MPI中，消息缓冲由三元组起始地址，数据个数，数据类型标识 消息信封由三元组源/目标进程，消息标签，通信域标识 三元组的方式使得MPI可以表达更为丰富的信息，功能更强大 4.3 MPI消息(数据类型) MPI的消息类型分为两种：预定义类型和派生数据类型(Derived Data Type) 预定义数据类型:MPI支持异构计算(Heterogeneous Computing)，它指在不同计算机系统上运行程序，每台计算可能有不同生产厂商，不同操作系统。 MPI通过提供预定义数据类型来解决异构计算中的互操作性问题，建立它与具体语言的对应关系。 派生数据类型：MPI引入派生数据类型来定义由数据类型不同且地址空间不连续的数据项组成的消息。