55、HDF5与并行文件操作：原理、实践与优化

HDF5与并行文件操作：原理、实践与优化

1. HDF5的自描述特性

传统数据文件格式中，数据脱离读写代码便毫无意义。而HDF5（Hierarchical Data Format, version 5）采用了不同的方法，它提供了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。借助文件内的数据描述，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，这些工具非常实用。以二进制格式写入数据能保证速度和精度，但难以检查数据是否正确写入，而这些实用工具提供了独立检查写入操作的方法。

2. HDF5的函数与操作

HDF5基于MPI - IO实现并行代码，虽然结构与MPI - IO相似，但术语和函数调用存在差异。其库分为多个低级功能组，通过调用前缀方便区分。
- 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 ：在HDF5中，用于指定要写入的数据部分及其布局的内存类型称为数据空间（dataspaces）。
| 命令 | 描述 |
| ---- | ---- |
| H5Screate_simple |