第四讲MPI编程及矩阵相乘.pptVIP

第四讲 MPI并行编程及矩阵运算 主要内容 1 MPI编程环境 1.1 MPI简介 1.2 简单的MPI程序剖析 1.3 MPI消息 1.4 MPI通信 2 矩阵运算 2.1 行列划分矩阵乘法 2.2 Cannon乘法 1.1 MPI简介 MPI(Message Passing Interface)是目前最重要的一个基于消息传递的并行编程工具。它具有移植性好、功能强大、效率高等优点，且有多种免费、使用的实现版本。 MPI是1994年5月发布的一种消息传递接口。它实际上是一个消息传递函数库的标准说明，以语言独立的形式来定义这个接口库, 并提供了与C和Fortran语言的绑定 什么是MPI？ 是一个库而不是一门语言。 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。 是一种消息传递编程模型并成为这种编程模型的代表和事实上的标准。 对MPI的使用必须和特定的语言结合起来进行，如：C,JAVA,FORTRAN MPI的版本 MPI不是一个独立的自包含系统，而是建立在本地并行程序设计环境之上，其进程管理和I/O均由本地并行程序设计环境提供。出了商业版本之外，国际上的研发团体还开发了一些免费版本的MPI实现。 MPICH LAM (Local Area Multicomputer) CHIMP 有关MPI学习的参考文献 1.高性能计算之并行编程技术 —— MPI并行程序设计 都志辉 编著 2. MPI2.0参考手册文档 MPI官方网站 1.2 简单的MPI程序剖析 #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*/ if (rank==0){ senddata=999; 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); } MPI基本调用 MPI为程序员提供一个并行环境库，程序员通过调用MPI的库程序来达到程序员所要达到的并行目的，可以只使用其中的6个最基本的函数就能编写一个完整的MPI程序去求解很多问题。这6个基本函数，包括启动和结束MPI环境，识别进程以及发送和接收消息： 从理论上说，MPI所有的通信功能可以用它的6个基本的调用来实现: MPI_INIT: 启动MPI环境 MPI_COMM_SIZE: 确定进程数 MPI_COMM_RANK: 确定自己的进程标识符 MPI_SEND: 发送一条消息 MPI_RECV: 接收一条消息 MPI_FINALIZE: 结束MPI环境 (1)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 ) (2)MPI结束：通过MPI_Finalize函数从MPI环境中退出。 int MPI_Finalize(void) (3)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) (4)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) (5)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