希润高娃

内蒙古师范大学计算机与信息工程学院 内蒙古 010022

0 引言

高性能仍是计算机领域的重要目标。并行计算的不断发展推动着高性能计算的发展，利用集群系统的并行计算技术已被认为是未来解决大数据量问题或商业计算的导向。集群能够充分利用现有的闲置计算机资源，而且还能够使用较低配置的软硬件，来实现较高性能的计算。随着处理器技术和高性能网络技术的飞速发展，以及软件工具的改善，PC的性能不断的提高，价格越来越廉价，性价比已远远优于工作站，而PC集群也成为了高性价比的并行计算资源。所以基于PC的并行计算环境及其上的并行算法的研究是很有价值和意义的。

MPI(Message Passing Interface)是基于消息传递编写并行程序的一种用户界面，是一个并行函数库的标准，是可移植的标准平台。MPI具有内定和用户自定义的数据汇集操作功能，可以把大量数据进行打包后传输；能有效地管理消息、缓存区，具有结构化缓存，扩充数据类型及异构性，能实现完全异步的点对点通信，发送与接收操作可以完全与计算操作交叉进行。MP移植性好、功能强大、效率高、硬件平台支持度高等多种优点，使它成为了研究和应用的重要并行环境。

1 集群

1.1 集群系统结构

集群是一组协同工作的服务实体，用以提供比单一服务实体更具扩展性和可用性的服务平台，属于分布式存储的并行计算机结构，典型的集群系统结构如图1所示。

图1 集群系统结构图