基于消息传递的程序设计模式是分布存储并行计算系统上设计高效，可扩展并行程序的主要模式。当前，流行的消息传递系统有MPI，PVM等，但它们是面向一般问题的，通用的通信库系统，其应用程序界面(API)对于编写数值计算程序并不方便。为快速方便地开发高性能，高可靠的并行数值软件，研制直接面向某一数值计算领域的通信库系统是十分必要的。 本文从通信库系统的应用程序界面，集体通信，和通信库系统测试等几方面对面向数值并行计算的通信库系统进行了深入探讨。主要贡献有： 一．在分析现有通信库系统的基础上，根据并行数值计算的特点，指出应用程序界面设计是数值计算通信库设计的重要方面。总结从以下三个方面提高通信库系统的应用程序界面，并举例说明它们的实现方法：(1) 进程抽象命名；(2) 基于源的消息选择；(3) 非阻塞通信。 二．从形式上给出了一到多广播通信的逻辑拓扑定义，给出了该形式化逻辑拓扑的基本性质，在此基础上提出了一个基于该形式逻辑拓扑的一到多广播通信算法。在这里，逻辑拓扑是指控制数据流向的机制，它决定一个进程何时及向何处接收或发送消息。由于逻辑拓扑的抽象性，因此，该算法是个一到多广播通信算法框架。当给出一个具体的逻辑拓扑，从该算法框架可导出基于这个具体逻辑拓扑的广播通信算法。从而为广播通信算法设计给出了一个新的方法。 三．给出了多到一全局归约的逻辑拓扑的形式化定义，给出了该形式化逻辑拓扑基本性质，在此基础上提出了一个基于该形式逻辑拓扑的多到一全局归约算法。由于逻辑拓扑的抽象性，因此，该算法给出了一个多到一全局归约算法框架。当给出一个具体的逻辑拓扑，根据该算法框架可得到相应的全局归约算法。这样就为全局归约算法的设计提供了一个新的途经。 四．提出了一个通信库测试新方法，该方法根据上层通信库的可移植性和通信库的分层结构特点，利用上层通信库的测试程序来测试下层通信库的正确性。该方法在实际中用于测试某国产大规模并行机上的通信库，测出了一些该通信库自身测试系统未能测到的问题。 五．在上述研究的基础上，设计和实现了一个面向油藏数值模拟并行计算的通信库。