Параллельное и распределенное программирование на С++

коммуникации для некоторого множества процессов. Все процессы, связанные с одним и тем же коммуникатором, относятся к одной и той же группе коммуникации. Работу, выполняемую MPI-программой, можно разделить между группами коммуникаций. По умолчанию все процессы относятся к группе MPI_C0MM_WORLD. Для создания новых ко м муникаторов можно использовать функцию MPI_Comm_create (). Список функций (с краткими описаниями), используемых для работы с коммуникаторами, приведен в табл. 9.1.

Благодаря использованию рангов и коммуникаторов MPI-задачи легко идентифицировать и различать. Ранг и коммуникатор позволяют структурировать программу как SPMD- или MPMD-модель либо как некоторую их комбинацию. Для упрощения кода MPI-программы мы используем ранг и коммуникатор в сочетании с параметризованным программированием и объектно-ориентированными методами. Шаблоны можно использовать не только при м енительно к аспекту различных данных SIMD-модели, но и к заданию различных типов данных. Это значительно упрощает структуру многих приложений, требующих выполнения большого объема одинаковых вычислений, но с различными типами данных. Для реализации модели MPMD (MIMD) мы рекоменлуем использовать динамический полиморфизм (поддерживаемый объектами), параметрический полиморфизм (поддерживаемый шаблонами), объекты-функции и предикаты. Для разделения всего объема работы MPI- приложения эти методы используются в сочетании с рангами и коммуникаторами MPI-процессов. При использовании объектно-ориентированного подхода работа программы делится между семействами объектов. Все семейства объектов связываются с различными коммуникаторами. Соответствие семейств объектов различным коммуникаторам способствует модульности проекта MPI-приложения. Такой способ разделения также помогает понять, как следует применить параллелизм. Мы убедились, что объектно- ориентированный подход делает MPl-программы более открытыми для расширения, атакже простыми для поддержки, отладки и тестирования.

|Таблица 9.1. Функции, используемыедля работы с коммуникаторами

Функции	Описание
int MPI_Intercomm_create (MPI_Comm LocalComm,int LocalLeader, MPI_Comm PeerComm, int remote_leader, int MessageTag, MPI_Comm *CommOut);	Создает inter-коммуникатор из двух intra коммуникаторов
int MPI_Intercomm_merge (MPI_Comm Comm, int High,MPI_Comm *CommOut);	Создает intra-коммуникатор из inter- коммуникатора
int MPI_Cartdim_get(MPI_Comm Comm,int *NDims);	Возвращает декартову топологическую информацию, связанную с коммуникатором
int MPI_Cart_create(MPI_Comm CommOld, int NDims, int *Dims, int *Periods, int Reorder, MPI_Comm *CommCart)	Создает новый коммуникатор, к которому присоединяется топологическая информация
int MPI_Cart_sub(MPI_Comm Comm, int *RemainDims, MPI_Comm *CommNew);	Делит коммуникатор на подгруппы, которые образуют декартовы подсистемы более низкой размерности
int MPI_Cart_shift(MPI_Comm Comm, int Direction, int Display,int *Source,int *Destination);	Считывает смещенные ранги источника и приемника при заданном направлении и величине смещения
int MPI_Cart_map(MPI_Comm CommOld, int NDims, int *Dims, int *Periods, int *Newrank);	Преобразует процесс в декартову топологическую информацию
int MPI_Cart_get(MPI_Comm Comm, int MaxDims, int *Dims, int *Periods, int *Coords);	Возвращает декартову топологическую информацию, связанную с коммуникатором
int MPI_Cart_coords(MPI_Comm Comm, int Rank, int MaxDims, int *Coords);	Вычисляет координаты процесса в декартовой топологии при заданном ранге в группе
int MPI_Comm_create(MPI_Comm Comm, MPI_Group Group, MPI_Comm *CommOut) ;	Создает новый коммуникатор
int MPI_Comm_rank(MPI_Comm Comm, int *Rank ) ;	Вычисляет и возвращает ранг вызывающего процесса в коммуникаторе
int MPI_Cart_rank(MPI_Comm Comm, int *Coords, int *Rank );	Вычисляет и возвращает ранг процесса в коммуникаторе при заданном декартовом местоположении
int MPI_Comm_compare(MPI_Comm Comm1, MPI_Comm Comm2, int *Result);	Сравнивает два коммуникатора Comm1 и Comm2