计算(jìsuàn)流体力学李新亮cfdmpi并行程序设计初步一、基本概念●CFD的计算资源依赖性计算量大——流动(liúdòng)的多尺度性（湍流）大飞机全部流动(liúdòng)细节完全分辨：最小尺度：mm~mm量级；计算网格：1012-1016;需计算量：~1020-30；工程需求：8个小时之内完成计算预计：LES：2045年；DNS:2080年几种我们常见(chánɡjiàn)的并行计算机各系统的性能自行搭建的简易(jiǎnyì)机群782.并行程序设计(shèjì)工具局域网络MPI的编译、运行环境(huánjìng)1）并行计算机（力学所机群、深腾7000，曙光5000A)编译：mpif90/mpif77/mpiccf90/f77-I/usr/local/mpi/include-L/usr/local/mpi/lib-lm-lmpi运行：mpirun/bsub2）MPIforNT(Windows2000,XP)编译环境(huánjìng)：VisualFortran/MSDevelopStudio设置：头文件路径、连接路径运行：mpirun1213服务器/前端机15一个简单的MPI程序(chéngxù)hello.f90include‘mpif.h’integermyid,numprocs,ierrcallMPI_Init(ierr)callMPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,myid,ierr)callMPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,numprocs,ierr)Print*,"HelloWorld!myidis:",myid!添加自己的程序(chéngxù)……!callMPI_Finalize(ierr)end运行(yùnxíng)结果：基本(jīběn)MPI函数（MPI子集）1)MPI初始化callMPI_Init(ierr)(out)Integer::ierr2)MPI结束callMPI_Finalize(ierr)(out)Integer::ierr3)得到(dédào)当前进程标识callMPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,myid,ierr)(In)Integer::MPI_COMM_WORLD为进程所在的通信域(Out)Integer::myid,ierr4)得到(dédào)通信域包含的进程数CallMPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,numprocs,ierr)(In)Integer::MPI_COMM_WORLD(Out)Integer::numprocs,ierr基本概念：通信(tōngxìn)域（通信(tōngxìn)子）MPI消息(xiāoxi)传递函数消息(xiāoxi)发送MPI_Send(buf,count,datatype,dest,tag,comm,ierr)MPI消息(xiāoxi)：数据描述+信封数据描述：＜起始地址，数据个数，数据类型＞信封：＜源/目，标签，通信域＞buf:数据起始地址(Fortran:变量名，C：变量地址/指针）count:数据数目(shùmù)（以datatype为单位，必须连续）dest:发送目标的ID（integer）Tag:消息(xiāoxi)标签(integer)Comm:通信域(integer),例：MPI_COMM_WORLDierr:整数，如果成功返回0例：realA…….if(my_id.eq.0)CallMPI_Send(A,1,MPI_REAL,1,27,MPI_COMM_WORLD,ierr)标签tag的作用：区别不同的消息(xiāoxi)消息接收MPI_Recv(buf,count,datatype,source,tag,comm,status，ierr)参数：数据起始(qǐshǐ)地址，数据，类型，源地址，标签，通信域，返回状态integerstatus(MPI_STATUS_SIZE)MPI接收匹配：数据类型、源地址、标签要一致；否则不接收MPI_Recv(buf,count,datatype,source,tag,comm,status，ierr)源地址，标签(biāoqiān)MPI的消息发送机制(jīzhì)——两步进行MPI_Send(A,…)发送MPI_Recv(B,…)接收!sumfrom1to100!Runonlyfornp=2!!!!include'mpif.h'integermyid,sum_local,sum_local1,sum_global,ierr,sta