6.1 MPI简介(未完).ppt

MPI简介
MPI集群通信
第六章 MPI编程及性能优化
MPI编程基础
MPI性能分析与优化
1
MPI简介
(1) 什么是MPI
(3) 典型MPI的实现
(4) MPI程序的特点
(2) MPI的历史
(5) MPICH2的安装与配置
(6) MPI程序的编写、编译与运行
(7) MPI的语义与规定
2
在当前消息传递这一领域中, 最重要最流行的是MPI(Message Passing Interface)和PVM(Parallel Virtual Machine ).
二者已经在Windows 和各种Linux平台上实现. 程序设计语言支持C, Fortran.
(1) 什么是MPI
并行程序的两种数据共享和同步方法:
共享内存消息通信
3
开发时间: 始于1989年
开发单位: 美国Tennessee大学、Oak Ridge国家实验室和Emory大学联合研制
特点: 具有较好的适应性、可扩展性、可移植性和易使用性等特点, 源代码可以免费获取, 现已被用户广泛采纳.
现状: 目前对它的研究和开发工作仍在各大学和研究机构进行. 尽管已经有越来越多的人开始使用MPI, 但PVM仍然是做并行处理最流行的软件之一. 随着它的不断流行, 已经被移植到PVP, SMP, MPP, 工作站和PC组成的机群系统.
PVM:
4
MPI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;
MPI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;
MPI是一个库,而不是一门语言;
MPI库可以被FORTRAN77/C/Fortran90/C++调用。从语法上说它遵守所有对库函数/过程的调用规则,和一般的函数/过程没有什么区别。
最终目的是服务于进程间通信这一目标。
目前已经有MPI1和MPI2的标准。
MPI:
5
MPI vs PVM
PVM和MPI它们有不同的设计目标。
PVM是一套系统,但它也已经有了几乎所有平台的版本。但是由于它提供了一个虚拟机的界面,这不可避免的使这个系统必须完成象资源管理这样的OS任务。
PVM 基于“虚拟机”的概念, 即通过网络互联的一系列异构的主机在逻辑上对用户呈现为单一的并行计算机, 运行在虚拟机上的不同任务通过消息传递来交换数据.
由于PVM强调虚拟机的异构、容错和可扩展性, 因此, 它把可移植性看得比性能更为重要。
6
MPI vs PVM
MPI本来就是一个标准。它只规定了接口,而没有给出实现。这使得你可以在不改变接口的情况下对不同的系统做尽可能的优化,而且并不影响程序的可移植性。
PVM和MPI是消息传递的两种经典方法。采用两种方法的系统各自都有很多,而且都还在继续发展。
所以,通常PVM的效率是比MPI差。
7
目标: 是提供一个实际可用的、可移植的、高效的和灵活的消息传递接口标准. MPI以语言独立的形式来定义这个接口库, 并提供了与C、Fortran语言的绑定. 这个定义不包含任何专用于某个特别的制造商、操作系统或硬件的特性. 由于这个原因, MPI在并行计算界被广泛地接受.
(2) MPI的历史
8
(3) 典型MPI的实现
典型的实现包括:
开源的MPICH、LAM MPI
不开源的INTEL MPI
9
MPICH是影响最大、用户最多的MPI实现
由美国的Argonne国家实验室开发
MPICH的特点:
开放源码;
与MPI标准同步发展;
支持多程序多数据(MPMD)编程和异构集群系统;
支持C/C++、Fortran 77 和Fortran 90的绑定,支持类Unix和Windows NT平台;
支持环境非常广泛,包括多核、SMP、集群和大规模并行计算系统。
MPICH:
10