高性能计算并行编程技术 MPI并行程序设计【2025|PDF下载-Epub版本|mobi电子书|kindle百度云盘下载】

高性能计算并行编程技术 MPI并行程序设计PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一部分 并行程序设计基础3

第1章 并行计算机3

1.1 并行计算机的分类3

1.1.1 指令与数据3

1.1.2 存储方式4

1.2 物理问题在并行机上的求解5

1.3 小结6

第2章 并行编程模型与并行语言7

2.1 并行编程模型7

2.2 并行语言8

2.3 小结9

第3章 并行算法10

3.1 并行算法分类10

3.2 并行算法的设计11

3.3 小结12

第二部分 基本的MPI并行程序设计15

第4章 MPI简介15

4.1 什么是MPI15

4.2 MPI的目的16

4.3 MPI的产生16

4.4 MPI的语言绑定17

4.5 目前主要的MPI实现17

4.6 小结18

第5章 第一个MPI程序19

5.1 MPI实现“Hello World!”19

5.1.1 用FORTRAN 77+MPI实现19

5.1.2 用C+MPI实现21

5.2 MPI程序的一些惯例24

5.3 小结24

第6章 六个接口构成的MPI子集25

6.1 子集介绍25

6.1.1 MPI调用的参数说明25

6.1.2 MPI初始化27

6.1.3 MPI结束27

6.1.4 当前进程标识27

6.1.5 通信域包含的进程数28

6.1.6 消息发送28

6.1.7 消息接收29

6.1.8 返回状态status29

6.1.9 一个简单的发送和接收的例子30

6.2 MPI预定义数据类型31

6.3 MPI数据类型匹配和数据转换32

6.3.1 MPI类型匹配规则32

6.3.2 数据转换34

6.4 MPI消息35

6.4.1 MPI消息的组成35

6.4.2 任意源和任意标识36

6.4.3 MPI通信域37

6.5 小结37

第7章 简单的MPI程序示例38

7.1 用MPI实现计时功能38

7.2 获取机器的名字和MPI版本号40

7.3 是否初始化及错误退出41

7.4 数据接力传送43

7.5 任意进程间相互问候45

7.6 任意源和任意标识的使用47

7.7 编写安全的MPI程序49

7.8 小结51

第8章 MPI并行程序的两种基本模式52

8.1 对等模式的MPI程序设计52

8.1.1 问题描述——Jacobi迭代52

8.1.2 用MPI程序实现Jacobi迭代53

8.1.3 用捆绑发送接收实现Jacobi迭代56

8.1.4 引入虚拟进程后Jacobi迭代的实现61

8.2 主从模式的MPI程序设计63

8.2.1 矩阵向量乘63

8.2.2 主进程打印各从进程的消息66

8.3 小结69

第9章 不同通信模式MPI并行程序的设计70

9.1 标准通信模式70

9.2 缓存通信模式71

9.3 同步通信模式75

9.4 就绪通信模式77

9.5 小结80

第10章 MPICH的安装与MPI程序的运行81

10.1 Linux环境下的MPICH81

10.1.1 安装81

10.1.2 主要目录介绍82

10.1.3 编译命令83

10.1.4 执行步骤83

10.1.5 放权84

10.1.6 运行命令和配置文件84

10.1.7 其他可执行命令88

10.2 Windows NT环境下的MPICH88

10.2.1 安装88

10.2.2 编译89

10.2.3 配置和运行89

10.2.4 小结92

第11章 常见错误93

11.1 程序设计中的错误93

11.2 运行时的错误95

11.3 小结95

第三部分 高级MPI并行程序设计99

第12章 非阻塞通信MPI程序设计99

12.1 阻塞通信99

12.2 非阻塞通信简介100

12.3 非阻塞标准发送和接收102

12.4 非阻塞通信与其他三种通信模式的组合104

12.5 非阻塞通信的完成105

12.5.1 单个非阻塞通信的完成105

12.5.2 多个非阻塞通信的完成106

12.6 非阻塞通信对象109

12.6.1 非阻塞通信的取消109

12.6.2 非阻塞通信对象的释放110

12.7 消息到达的检查111

12.8 非阻塞通信有序接收的语义约束114

12.9 用非阻塞通信来实现Jacobi迭代114

12.10 重复非阻塞通信117

12.11 用重复非阻塞通信来实现Jacobi迭代121

12.12 小结124

第13章 组通信MPI程序设计125

13.1 组通信概述125

13.1.1 组通信的消息通信功能125

13.1.2 组通信的同步功能126

13.1.3 组通信的计算功能127

13.2 广播127

13.3 收集128

13.4 散发131

13.5 组收集133

13.6 全互换136

13.7 同步139

13.8 归约140

13.9 MPI预定义的归约操作141

13.10 求π值142

13.11 组归约144

13.12 归约并散发145

13.13 扫描146

13.14 不同类型归约操作的简单对比147

13.15 不正确的组通信方式148

13.16 MINLOC和MAXLOC150

13.17 用户自定义归约操作152

13.18 小结154

第14章 具有不连续数据发送的MPI程序设计155

14.1 派生数据类型155

14.2 新数据类型的定义156

14.2.1 连续复制的类型生成156

14.2.2 向量数据类型的生成157

14.2.3 索引数据类型的生成159

14.2.4 结构数据类型的生成161

14.2.5 新类型递交和释放163

14.3 地址函数164

14.4 与数据类型有关的调用165

14.5 下界标记类型和上界标记类型167

14.6 打包与解包169

14.7 小结174

第15章 MPI的进程组和通信域175

15.1 简介175

15.2 进程组的管理176

15.3 通信域的管理180

15.4 组间通信域183

15.5 属性信息186

15.6 小结191

第16章 具有虚拟进程拓扑的MPI程序设计192

16.1 虚拟拓扑简介192

16.2 笛卡儿拓扑193

16.3 图拓扑198

16.4 再看Jacobi迭代的例子200

16.5 小结204

第17章 MPI对错误的处理205

17.1 与错误处理有关的调用205

17.2 小结207

第18章 MPI函数调用原型列表与简单解释208

18.1 MPI-1与C语言的接口208

18.2 MPI-1与FORTRAN语言的接口217

18.3 MPI-2与C语言的接口229

18.4 MPI-2与FORTRAN语言的接口240

18.5 小结257

第四部分 MPI的最新发展MPI-2261

第19章 动态进程管理261

19.1 组间通信域261

19.2 动态创建新的MPI进程263

19.3 独立进程间的通信265

19.4 基于socket的通信268

19.5 小结268

第20章 远程存储访问269

20.1 简介269

20.2 窗口的创建与窗口操作270

20.2.1 创建窗口270

20.2.2 向窗口写271

20.2.3 从窗口读272

20.2.4 对窗口数据的运算273

20.3 窗口同步管理274

20.3.1 栅栏方式275

20.3.2 握手方式275

20.3.3 锁方式277

20.4 小结279

第21章 并行I/O280

21.1 概述280

21.2 并行文件管理的基本操作282

21.3 显式偏移的并行文件读写285

21.3.1 阻塞方式285

21.3.2 非阻塞方式287

21.3.3 两步非阻塞组调用289

21.4 多视口的并行文件并行读写291

21.4.1 文件视口与指针291

21.4.2 阻塞方式的视口读写295

21.4.3 非阻塞方式的视口读写297

21.4.4 两步非阻塞视口组调用方式298

21.5 共享文件读写300

21.5.1 阻塞共享文件读写300

21.5.2 非阻塞共享文件读写302

21.5.3 两步非阻塞共享文件组读写303

21.6 分布式数组文件的存取307

21.7 小结310

网上资源311

参考文献312

英汉术语对照表314

MPI调用索引316

程序索引321

图索引323

表索引326

附录1 MPI常量列表327

附录2 MPICH 1.2.1函数列表332