MPI集群通信性能分析

MPICH是国内常用的集群计算消息传递系统。MPICH库函数提供的集群通信函数对并行程序的性能有很大的影响。根据集群通信的功能特性．初步地分析了MPICH集群通信的实现机制，并在Windows-10M NOWs和Linux-100M NOWs 中测试了MPICH库函数提供的常用的集群通信函数的执行效率。     

并行程序设计环境MPICH的应用机理分析

阐述了在PC集群中运用消息传递接口MPICH（Message Passing Interface and Chameleon）进行并行程序设计的基本方法，并以计算圆周率π值的并行算法程序为例，介绍了MPICH中基本例程的功能和调用方法，并行程序设计的关键技术是如何处理好各个进程之间的通信问题，MPICH采用紧迫协议和约定协议来协调各个进程之间的通信，同时也提供了一些阻塞处理函数和非阻塞处理函数，它们能够使进程充分利用系统资源，大大增加用户编程的灵活性。     

MPICH作业提交方式的研究及改进

通过对MPICH作业提交方式的研究，进而优化作业的提交过程，提出了一种SBM方法，即一种新的作业提交方式，减少了通信的时间，得到更高的通信性能，实现了对MPICH作业提交方式的改进。设计并实现了基于SBM方法的MPICH系统，并与采用传统方法的系统进行了性能对比，证明了在大型并行计算中，基于SBM作业提交方式可以得到更好的通信性能。     

基于Windows环境的集群系统构建

MPI(Message Passing Interface)是目前一种比较著名的应用于并行环境的消息传递标准。MPICH是MPIl．2标准的一个完全实现，也是应用范围最广的一种并行及分布式环境。MPICH除包含MPI函数库之外，还包含了一套程序运行环境。本文将简要介绍如何应用MPICH的Windows版本，建立一个基于Windows的并行程序设计及运行环境。     

基于虚拟化技术实现MPICH2的高可用管理

为实现MPICH2的高可用,将MPICH2计算平台构建在虚拟机环境中,使得参与MPICH2运算的各个结点均是虚拟机,而物理机器并不直接作为结点参与运算;当物理机器需要进行维护、升级或负载均衡时,通过在线迁移的方式将其上运行的虚拟机迁移至另一个物理结点上,然后在新的结点上重新启动虚拟机,恢复其上运行的MPICH2计算任务,从而避免了终止整个计算任务的需要.实验结果表明,虚拟机在线迁移之后,整个MPICH2计算任务可以正确恢复;同时,比较了虚拟机和物理机器执行MPICH2计算任务的效率,表明了以虚拟机取代物理机器构建MPICH2计算平台在性能上是可行的.     

并行程序设计环境的研究

MPI（Message Passing Interface）是目前一种比较著名的应用于并行环境的消息传递标准。MPICH是MPI1．2标准的一个完全实现，也是应用范围最广的一种并行及分布式环境。MPICH除包含MPI函数库之外，还包含了一套程序设计以及运行环境．本文将简要介绍如何应用MPICH的Windows版本，建立一个基于Windows的并行程序设计及运行环境．     

MPI设计结构的分析与比较

MPICH与LAM是目前使用最广泛的MPI标准的实现。本文从设计思想和程序结构方面分析二者实现上的异同，重点比较可移植性和性能，并对二者最新版本进行了详细的性能测试。通过实例分析，提出设备层的设计要点，并为选择、移植和改进MPICH和LAM提出建议。     

基于PC集群系统的MPICH大规模并行计算实现与应用研究

在Win2000 Server操作系统环境下采用MPICH并行技术，建立了基于PC局域网平台的并行集群系统，并通过VC 6．0调用消息传递库MPI函数完成了3个并行计算实例。符合MPICH规范的PC并行集群系统配置简便、系统稳定、界面友好、性价比高，能够持续利用计算机现有资源和大幅度提高计算效率。     

机群系统LogP通信模型的测试与分析

本文形式化描述并发展了通信Microbenchmark技术，并在这种技术的基础上，比较系统地测试了机群系统上四种并行通信系统－－GM－API、基于100M以太网的MPICH，基于Myrinet网络的MPICH和GM－MPI－－的表征通信性能的LogP参数，并通过比较，得出四种并行通信系统特点优劣关系，最后，给出了各个通信系统对不同的并行应用的适用情况。     

并行程序设计环境的研究

MPI(MessagePassingInterface)是目前一种比较著名的应用于并行环境的消息传递标准。MPICH是MPI1.2标准的一个完全实现,也是应用范围最广的一种并行及分布式环境。MPICH除包含MPI函数库之外,还包含了一套程序设计以及运行环境。本文将简要介绍如何应用MPICH的Windows版本,建立一个基于Windows的并行程序设计及运行环境。     

Comparing the performance of MPICH with Cray's MPI and with SGI's MPI

The purpose of this paper is to compare the performance of MPICH with the vendor Message Passing Interface (MPI) on a Cray T3E‐900 and an SGI Origin 3000. Seven basic communication tests which include basic point‐to‐point and collective MPI communication routines were chosen to represent commonly‐used communication patterns. Cray's MPI performed better (and sometimes significantly better) than Mississippi State University's (MSU's) MPICH for small and medium messages. They both performed about the same for large messages, however for three tests MSU's MPICH was about 20% faster than Cray's MPI. SGI's MPI performed and scaled better (and sometimes significantly better) than MPICH for all messages, except for the scatter test where MPICH outperformed SGI's MPI for 1 kbyte messages. The poor scalability of MPICH on the Origin 3000 suggests there may be scalability problems with MPICH. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

A high-performance MPI implementation on a shared-memory vector supercomputer

In this article we recount the sequence of steps by which MPICH, a high-performance, portable implementation of the Message-Passing Interface (MPI) standard, was ported to the NEC SX-4, a high-performance parallel supercomputer. Each step in the sequence raised issues that are important for shared-memory programming in general and shed light on both MPICH and the SX-4. The result is a low-latency, very high bandwidth implementation of MPI for the NEC SX-4. In the process, MPICH was also improved in several general ways.     

MPI及MPI的高效实现

本文描述了ＭＰＩ的基本概念及两个ＭＰＩ实现软件ＬＡＭ和ＭＰＩＣＨ。ＭＰＩＣＨ是一个可移植的ＭＰＩ实现,可容易地移植到其他ＭＰＰ系统。我们在源码分析基础上 ,结合实践经验,给出了实现建议。     

基于主对角线的分形图像并行压缩算法

本文针对传统分形压缩算法耗费时间长的缺点,提出一种基于定义域块主对角线的并行压缩算法。文中讨论了并行系统的最优构架模式及任务分配方案,从而保证系统运行时负载平衡。定义并设计出了一种新型的MPICH数据结构,用于提高系统效率,使用了MPICH中的包传输技术,完成了节点间的高性能数据传输。用该算法取代传统算法,因采样方法的改进而简化了计算的复杂度,因并行而极大的缩短了压缩时间,取得了非常好的加速比。实验结果表明,该算法在压缩时间和峰值信噪比(PSNR)两个方面都取得了很好的效果,同时也显示出并行计算在分形领域的重要应用价值。     

随机模式匹配并行算法在工作站机群上的实现

对随机模式匹配算法进行了改进,并根据MPICH并行编程环境中任务间通信的特点,设计了一种基于MPICH的改进的随机模式匹配并行算法。根据运行在COW（工作站机群）上的进程数目将文本串进行重叠划分,每个进程完成一个文本子串的模式匹配。实验结果表明,该改进的随机模式匹配并行算法有效地加快了模式匹配的速度,提高了工作站机群的资源利用率。     

一种基于MPICH的高效矩阵相乘并行算法

根据MPICH并行编程环境中任务间通信的特点,设计了一种基于MPICH的矩阵相乘并行算法。根据运行在COW（工作站机群）上的进程数目将矩阵A按行划分成相应数目的子矩阵,每个进程完成一个子矩阵与矩阵B的相乘运算。实验结果表明,该算法提高了机群并行环境中资源的利用率,提高了程序的运行效率。     

对MPICH作业提交方法的改进和验证

MPI(Message Passing Interface)是大规模集群和网格平台中最通用的编程环境,而MPICH是其中应用得最广的一种可移植的实现.在集群式系统中,通信时间取决于许多因素,如节点数、网络带宽、拓扑结构还有软件算法等.到目前为止关于程序层面上的通信模式被研究得很多,以期达到提高通信效率的目的,但是MPICH系统内部所需要的通信时间特别是作业提交过程所花费的时间往往为人们所忽略.分析了当前MPICH的作业提交方法,并提出了同步二叉树法、异步二叉树法和二倍扩散法等一系列改进算法,达到了减少通信时间,优化通信性能的目的.     

MPICH在Windows操作系统中的实现与应用

该文给出了对应于MPI标准的MPICH软件包在Windows操作系统中的配置和在MSVC＋＋中的实现方法，并对MPI与C／C＋＋绑定的基本编程进行了简要介绍。然后将其与一种电磁场数值算法——时域有限差分法相结合，以一维情况为例，讨论了网络并行时域有限差分法的实现方法。通过在由两台PC机构成的最简单的PC机群上的编程实现，验证了这种方法的可行性和高效性，实验结果表明通过MPICH软件包实现时域有限差分法的网络并行运算，可以使这种算法的加速比达到1．8。