在本次的知识点总结中,我们将详细介绍标题中所提到的“FORTRAN语言MPI程序设计”。我们来理解FORTRAN语言以及MPI程序设计的基本概念。
FORTRAN(公式翻译)语言是一种高级编程语言,主要用于科学计算和数学计算领域。它是最古老、最经典的编程语言之一,支持数组操作,非常适合于数值和矩阵运算。自1957年问世以来,FORTRAN语言经历了多个版本的更新,其中,FORTRAN 90以后的版本引入了模块、指针和用户定义类型等现代编程语言特性。
MPI(消息传递接口)是一个消息传递标准,定义了一系列函数库,用于在分布式内存计算机上实现并行计算。MPI广泛应用于高性能计算领域,能够支持多种编程语言,包括C、C++和Fortran。在MPI环境下,计算任务被分散到多个处理器上,处理器之间通过发送和接收消息来进行数据交换和同步。
根据提供的【部分内容】,我们可以看到有关于MPI和Fortran的结合使用,具体包括了以下几个方面:
1. MPI的基本库函数,包括MPI_INIT(初始化)、MPI_FINALIZE(结束)、MPI_COMM_SIZE(通信子的大小)、MPI_COMM_RANK(当前进程的通信子排名)、MPI_SEND(发送消息)、MPI_RECV(接收消息)、MPI_BCAST(广播)、MPI_SCATTER(散射)、MPI_GATHER(收集)等。这些函数对于编写并行程序来说至关重要。
2. MPI的高级通信操作,如MPI_REDUCE和MPI_ALLREDUCE,用于在各个进程间进行全局数据聚合,如求和、最大值、最小值等。
3. MPI的数据类型构造与操作函数,例如MPI_TYPE_VECTOR(构造向量类型数据)、MPI_TYPE_COMMIT(提交数据类型)等。
4. 非阻塞通信操作,例如MPI_ISEND(非阻塞发送)、MPI_IRECV(非阻塞接收)等,非阻塞通信可以提高程序的并行效率。
5. 对于更复杂的数据分布,如二维数组和三维数组的并行处理,MPI提供了更高级的抽象操作,比如MPI_SCATTERV(二维数组的散射)、MPI_GATHERV(二维数组的收集)等。
6. 负载平衡、作业调度以及集群管理等内容,如IBM SP2超级计算机、SGI Origin 2000、HP Superdome等平台的并行环境设置。还提及了负载均衡器LoadLeveler及其作业命令文件的使用。
7. MPI的安装与配置,如MPICH 1.2.0版本的安装细节,该版本是较为早期的MPI实现之一。
8. MPI程序中的错误检测与计时,例如MPI_BARRIER(同步屏障)、MPI_WTIME(计时器)等,这些功能帮助开发者更好地进行性能分析和调试。
通过上述知识点的总结,我们可以了解到在FORTRAN语言下进行MPI程序设计所涉及到的关键技术和函数库。在编写MPI程序时,需要理解并熟练使用这些库函数来实现并行算法,并对进程间的通信进行管理。同时,了解各种计算平台和作业调度工具对于在实际环境中部署并行程序也是必不可少的。