随着高性能计算（High Performance Computing）被广泛运用于航空航天、天体物理学、气象材料科学、核工程、生物医学等领域,其较高的计算能力要求给计算平台的软硬件设计带来了新的挑战。当前,消息传递接口（Message Passing Interface）已经成为了高性能计算中最普遍的消息传递标准,虽然它有成百上千个系统参数可供调整以适应不同的运行环境,但由于科学应用与运行平台的多样性和复杂性,确定合适的参数配置具有极大的困难与挑战。本文基于对MPI运行时参数设置的研究现状,利用天河2子系统平台,在分析3种不同通信模型、19个通信实现算法、2种通信协议及相应运行时参数对应用性能的影响基础上,提出较直观简便地确定MPI运行时参数值的方法,分别基于MPI集合操作实现算法与通信实现协议获得最佳的参数配置,并利用实际应用程序进行实测验证,取得较好的性能提升效果。本文致力于用实测数据得到经验式的方法优化MPI运行时参数配置,主要贡献如下:1.分析MPI中8种集合操作的3种通信模型,通过测试工具得到系统平台的模型参数,并利用模型公式计算出集合操作不同实现算法之间的性能差异,然后通过在天河2子系统上运行基准测试集,得到上述8种集合操作在不同消息大小和进程规模情况下不同实现算法通信性能的实际变化情况。2.根据对MPI操作通信特征的分析得到不同实现算法性能的切换点,并由此提出较为简单直观的方法,即将针对MPI集合操作的运行时参数设置为对应不同实现算法的切换点,作为该集合操作在不同应用特征情况下的最佳运行时参数值,并利用实际应用程序对所得到的参数与缺省情况进行实测对比,实现平均22.7%的性能提升,最高提升40.7%。3.利用点对点通信测试程序,并通过调整针对MPI实现协议的运行时参数,得到MPI不同通信实现协议在各种消息大小、进程规模情况下,对点对点通信存在的性能影响。同样将实现协议的运行时参数设置为两种通信协议性能的切换点,在实验平台上测出Alltoall操作在不同应用特征情况下的性能变化情况,并得到集合操作性能的提升,最高可达16.0%。