MPI并行程序設(shè)計(jì)的負(fù)載平衡實(shí)現(xiàn)方法

MPI是目前集群系統(tǒng)中最重要的并行編程工具，它采用消息傳遞的方式實(shí)現(xiàn)并行
程序間通信。在MPI 并行程序設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡有著重要的意義，可以減少運(yùn)行時(shí)間，提高M(jìn)PI 并行程序的性能。負(fù)載平衡又可分為靜態(tài)負(fù)載平衡和動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡，對(duì)于靜態(tài)負(fù)載平衡，提出了一種分配任務(wù)的算法，可有效地按照節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力，在節(jié)點(diǎn)間分配任務(wù)；對(duì)于動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡，提出了一種在MPI 并行程序中實(shí)現(xiàn)的方法，可有效地根據(jù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況，在節(jié)點(diǎn)間遷移任務(wù)。
高性能計(jì)算是一個(gè)國家綜合實(shí)力的體現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、氣象與天氣預(yù)報(bào)、環(huán)境
問題、材料科學(xué)、石油勘探等領(lǐng)域。集群系統(tǒng)具有低成本、高性能的特性，提供了強(qiáng)大的并行計(jì)算能力和批處理能力，代表了高性能計(jì)算機(jī)發(fā)展的新方向[[1]。
運(yùn)行時(shí)間是衡量并行程序性能的重要指標(biāo)。一個(gè)并行程序通常由多個(gè)進(jìn)程組成，通常一
個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程，這些進(jìn)程可同時(shí)并行執(zhí)行任務(wù)，并行程序的運(yùn)行時(shí)間由運(yùn)行時(shí)間最長的進(jìn)程決定。負(fù)載平衡是指在各計(jì)算節(jié)點(diǎn)間均勻分配負(fù)載，以使得各個(gè)進(jìn)程傾向于同時(shí)完成任務(wù)，從而減少進(jìn)程的最長運(yùn)行時(shí)間。在并行程序設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡可有效減少并行程序的運(yùn)行時(shí)間，提高并行程序的性能[2][3]。
MPI 是目前集群系統(tǒng)中最重要的并行編程工具[4][5]，它采用消息傳遞的方式實(shí)現(xiàn)并行程
序間通信。MPI 具有移植性好、功能強(qiáng)大、效率高等多種優(yōu)點(diǎn)，而且有多種不同的免費(fèi)、高效、實(shí)用的實(shí)現(xiàn)版本，常見的如MPICH、LAM、IBM MPL，幾乎所有的并行計(jì)算機(jī)廠商都提供對(duì)MPI 的支持，成為了事實(shí)上的并行編程標(biāo)準(zhǔn)。