55、HDF5与并行文件操作全解析

HDF5与并行文件操作全解析

1. HDF5：自描述的数据格式

在数据管理领域，传统数据文件格式存在一个显著问题：数据若脱离用于读写文件的代码，便毫无意义。而Hierarchical Data Format（HDF）的第5个版本——HDF5，采取了截然不同的方式。HDF5提供一种自描述的并行数据格式，所谓自描述，是指数据的名称和特征会与数据一同存储在文件中。这意味着，借助文件中包含的数据描述，无需源代码，仅通过查询文件就能读取数据。

HDF5还拥有丰富的命令行实用工具，如 h5ls 和 h5dump ，可用于查询文件内容。在检查文件是否正确写入时，这些工具十分实用。例如，使用传统二进制格式写入数据，虽能保证速度和精度，但难以检查数据是否正确写入，即便将数据读回，也难以确定问题出在写入还是读取过程。而HDF5的实用工具能独立检查写入操作。

2. HDF5的实现与功能模块

HDF5的并行代码基于MPI - IO实现，其结构与MPI - IO相似，但术语和个别函数调用存在差异。HDF5库分为多个低级功能组，这些功能组通过组内所有调用的前缀方便地区分。

• 文件处理操作 ：
  | 命令 | 描述 |
  | ---- | ---- |
  | H5Fcreate | 集体打开文件，若文件不存在则创建 |
  | H5Fopen | 集体打开已存在的文件 |
  | H5Fclose | 集体关闭文件 |

• 数据空间操作 ：