【Fortran并行科学计算】——Hello World程序

MPI（message passing interface），是一个消息传递接口。MPI的函数总共有287个。

想实现一个MPI并行计算的程序的话，只要掌握MPI的工作机理和6个简单的MPI函数便可以了，本文介绍4个简单MPI函数：MPI_INIT、MPI_COMM_RANK、MPI_COMM_SIZE和MPI_FINALIZE。

注意：以下调用格式为Fortran格式，大部分教程都是C语言的MPI介绍，这里以及以后的文章都是以Fortran为基础，尤其要注意Fortran不分大小写。

先给出一个最简单的Hello_world的Fortran + MPI的程序，在此基础上来分析MPI的4个最简单的函数——MPI_INIT、MPI_COMM_RANK、MPI_COMM_SIZE和MPI_FINALIZE。

MPI_Init用来初始化MPI执行环境，建立多个MPI进程之间的联系，为后续通信做准备。

MPI_Finalize则是结束MPI执行环境。

MPI_Comm_rank就是来标识各个MPI进程的，告诉调用该函数的进程“我是谁？”。

MPI_COMM_SIZE用来标识相应进程组中有多少个进程。

2.1. 将以上内容保存为hello_world.f90，上传到服务器的文件夹/home/xldeng/mpi里面：

2.2. 编译hello_world.f90为hello_world，并用ls查看内容：

2.3. 使用服务器里面的命令来调用不同的节点上面的核来计算：

3.1 . 注意程序中的一个小细节：

含义为调用mpi的库函数，因为使用的是Intel MPI + Fortran90，所以调用的方式为：use mpi。Fortran77可能需要 include "mpif.h"。

3.2 . 在2.2节中的mpiifort是ifort的并行使用方法，检验mpiifort的用法：which mpiifort或者是mpiifort -v。

3.3 . 在2.3节中的说明：本程序的运行平台为服务器上，所以使用的是 MPI使用指南 | 武汉大学超算中心 中提供的提交方法。如果在单台服务器上面，可以使用如下命令：

来运行程序。

主要包括建立数学模型、建立求解的计算方法和计算机实现三个阶段。

建立数学模型就是依据有关学科理论对所研究的对象确立一系列数量关系，即一套数学公式或方程式。复杂模型的合理简化是避免运算量过大的重要措施。数学模型一般包含连续变量，如微分方程、积分方程。它们不能在数字计算机上直接处理。为此，先把问题离散化，即把问题化为包含有限个未知数的离散形式（如有限代数方程组），然后寻找求解方法。计算机实现包括编制程序、调试、运算和分析结果等一系列步骤。软件技术的发展,为科学计算提供了合适的程序语言（如FORTRANALGOL）和其他软件工具,使工作效率和可靠性大为提高。

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