习题作业-第三章 并行计算性能评测
高性能复习提纲答案
高性能计算（并行计算）复习提纲第一章并行计算机系统及其结构模型1．了解并行计算机系统互联网络及其分类不同带宽与距离的互连技术: 总线、SAN、LAN、MAN、WAN 1，静态互联网络：是指处理单元之间有着固定连接的一类网络，在程序执行期间，这种点到点的连接不变。
典型的静态网络有一维线性阵列、二维网孔、树连接、超立方网络、立方环、洗牌交换网、蝶形网络等。
2，动态互联网络：是用开关单元构成的，可按应用程序的要求动态的改变连接组态。
典型的动态网络包括总线、交叉开关和多级互连网络等,3，标准互联网络2.并行计算机系统结构，参见图1.20（P23）五种结构，要求理解这几种结构的硬件组成及工作方式。
2，并行计算机系统结构：行向量处理机pvp ：硬件：向量处理机vp、共享存储器SM。
工作方式：高带宽的交叉开关网络将vp连向共享存储模块，存储器可以以兆字节每秒的速度想处理器提供数据。
通常使用向量寄存器和指令缓冲器。
对称多处理机SMP：硬件：商品微处理器（具有片上或外设高速缓存）、共享存储器、I/O设备。
工作方式：微处理器由总线或交叉开关连向共享存储器。
每个处理器可同等的访问共享存储器、I/O设备和操作系统服务。
ＭPP一般是指超大型计算机系统，它具有如下特性：①处理节点采用商品微处理器；②系统中有物理上的分布式存储器；③采用高通信带宽和低延迟的互连网络；④能扩放至成百上千乃至上万个处理器；⑤它是一种异步的MIMD机器，程序系由多个进程组成，每个都有其私有地址空间，进程间采用传递消息相互作用DSM分布式共享存储多处理机高速缓存目录DIR用以支持分布高速缓存的一致性。
ＤＳＭ和ＳＭＰ的主要差别是，ＤＳＭ在物理上有分布在各节点中的局存从而形成了一个共享的存储器。
对用户而言，系统硬件和软件提供了一个单地址的编程空间.COW工作站机群机群往往是低成本的变形的MPP。
COW的重要界线和特征是：①每个节点都是一个完整的工作站(不包括监视器、键盘、鼠标等），一个节点也可以是一台PC或SMP；②各节点通过一种低成本的商品（标准）网络互连（；③各节点内总是有本地磁盘④节点内的网络接口是松散耦合到I/O 总线上的，⑤一个完整的操作系统驻留在每个节点中，而MPP中通常只是个微核，COW 的操作系统是工作站ＵＮＩＸ，加上一个附加的软件层以支持单一系统映像、并行度、通信和负载平衡等。
并行计算习题答案
并行计算习题答案并行计算习题答案在计算机科学领域，随着技术的不断发展，计算速度的提升成为了一个重要的课题。
并行计算作为一种有效的解决方案，被广泛应用于各个领域。
本文将通过回答一些并行计算习题，来探讨并行计算的原理和应用。
1. 什么是并行计算？并行计算是指同时执行多个计算任务的一种计算模式。
它通过将一个大问题分解为多个小问题，并在多个处理单元上同时执行这些小问题，从而加快计算速度。
并行计算可以应用于各种领域，包括科学计算、图像处理、人工智能等。
2. 并行计算的优势是什么？并行计算具有以下几个优势：- 加速计算速度：通过同时执行多个任务，可以大大提高计算速度，从而节省时间和资源。
- 处理大规模问题：并行计算可以处理大规模问题，将问题分解为多个小问题，分别在不同处理单元上计算，从而提高计算效率。
- 提高系统可靠性：并行计算中的多个处理单元可以相互协作，当一个处理单元发生故障时，其他处理单元可以继续工作，从而提高系统的可靠性。
3. 并行计算的模型有哪些？并行计算的模型有多种，常见的包括：- SIMD（单指令流多数据流）模型：所有处理单元执行相同的指令，但可以处理不同的数据。
- MIMD（多指令流多数据流）模型：每个处理单元可以执行不同的指令，处理不同的数据。
- SPMD（单程序多数据流）模型：所有处理单元执行相同的程序，但可以处理不同的数据。
4. 并行计算中的通信方式有哪些？并行计算中的通信方式包括：- 共享内存：多个处理单元共享同一块物理内存，通过读写内存来实现数据的传递和共享。
- 消息传递：处理单元之间通过发送和接收消息来进行通信，可以通过直接通信或者通过中间件来实现。
5. 如何评估并行计算的性能？评估并行计算的性能可以从以下几个方面考虑：- 加速比：加速比是指并行计算相对于串行计算的速度提升比例，可以通过计算并行计算时间与串行计算时间的比值得到。
- 效率：效率是指并行计算的实际加速比与理论加速比之间的比值，可以反映并行计算的利用率。
大学计算机-第三章 自测题
1．操作系统负责管理计算机系统的【C】，其中包括处理机、存储器、设备和文件。
A．程序B．文件C．资源D．进程2．操作系统主要任务【A】A．管理、分配、控制计算机硬件和软件系统资源。
B．调度、分配、优化计算机内存工的空间。
C．控制、调整计算机运行的速度。
D．完成各个程序之间的协调工作和数据通信。
3．进程和程序的本质区别是【D】A．存储在内存和外存B．顺序和非顺序执行机器指令C．分时使用和独占使用计算机资源D．动态和静态特征4．下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的【B】A．就绪→运行B．运行→就绪C．就绪→等待D．等待→就绪5．分时系统采用的工作原理是【D】A．分批处理数据。
B．集中处理数据。
C．分布处理数据。
D．分时间片处理数据。
6．已经获得除【A】以外的所有运行所需资源的进程处于就绪状态。
A． CPUB．打印机C．存储器D．磁盘空间7．在实时系统中最为关键是【B】A．多个用户可以同时使用计算机。
B．对用户的服务请求能做出快速响应。
C．可以处理大量的工程数据。
D．能够同时运行多个进程。
8．存储管理的目的是【C】A．方便用户B．提高内存利用率C．方便用户和提高内存利用率D．增加内存实际容量9．虚拟存储技术是【A】A．补充内存物理空间的技术B．补充相对地址空间的技术C．扩充外存空间的技术D．扩充输入输出缓冲区的技术10．操作系统中采用缓冲技术的目的是为了【D】A．提高CPU的运行速度。
B．增强控制外设的能力。
C．扩充内存容量。
D．解决外设与处理机速度不匹配。
11．外存（如磁盘）上存放的程序和数据【C】A．可由CPU直接访问。
B．必须在CPU访问之前移入内存。
C．是必须由文件系统管理的。
D．必须由进程调度程序管理。
12．选择操作系统原则是【C】A．价格，使用方便，提供的功能多。
B．系统先进，使用的人多。
C．系统的实用性、适应性、可维护性。
D．系统适用范围宽。
13．网络操作系统是【C】A．统一安装在网络系统中的操作系统。
并行计算习题(全)
第二章 习题例题：
1.
当代并行计算机系统介绍
请尽可能访问以下有关高性能并行计算的网址： IEEE/CS ParaScope (/parascope/)，world-wide parallel computing sites High Performance Computing Lists (/homes/mcbryan/public_html/bb/2/summary.html) The Language List (http://cuiwww.unige.ch/langlist) enumerate programming languages TOP 500 (/benchmark/top500.html) World's TOP 500 most powerful computing sites (at Netlib，University of Tennessee) Myrinet () DSM bibliography (http://www.cs.ualberta.ca/~rasit/dsmbiblio.html) Berkeley Active Message page (/AM/active_messages.html) The Cray Research system page (/products/systems/) SGI/Cray Origin 2000 (/Products/hardware/servers/index.html) Cray T3E (/products/systems/crayt3e/) PetaFLOPS web site (/hpcc/) NASA HPCC Program (/hpcc/) Cray T3E (/products/systems/crayt3e/) IBM SP (/hardware/largescale/) Intel Paragon (/Services/ Consult/Paragon/paragon.html) Kai Li (/~li/) SP2 at MHPCC (/doc/SP2.general/SP2.general.html) MPI Standard site (/mpi/index.html) MIT Parallel and Distributed Operating Systems Group (/). National Center for Supercomputer Applications at UIUC (NCSA) (/) Cornell Theory Center (CTC) (/ctc.html) Argonne Natl Laboratory，Mathematics & Computer Science Div. (/) Army Research Lab (/) Lawrence Livermore National Laboratory (/comp/comp.html) Los Alamos Natl Laboratory (LANL) Advanced Computing Laboratory (/). Maui High Performance Computing Center (MHPCC) (/mhpcc.html) San Diego Supercomputer Center (/SDSCHome.html) Sandia National Laboratories (/) Massively Parallel Comp. Res. Lab. Parallel Processing in Japan (/papers/ppij.html) Cray Research (/) IBM High-Performance Computing (/) ParaSoft Corporation (/)
第三章课后习题（1）参考答案
第三章 课后习题（1）参考答案P1111、 试说明串行进位和并行进位方式的不同之处。
（P .61.） 答：串行进位中进位是逐级形成的，每一级的进位直接依赖于前一级的进位，延迟时间较长，但节省器件，成本低。
并行进位中，各位进位信号都有独自的进位形成逻辑，每位进位信号的产生时间都相同，与低位进位无关，可有效地减少进位延迟时间。
但这是以增加逻辑线路为代价的。
2、 用74181和74182芯片构成一个64位的ALU ，采用分级分组并行进位链。
画出逻辑框图，并注明输入、输出等。
参考（P .63. 图3-6）答：P .63. 图3-6 画出了一个16位的并行进位ALU 结构 （每个74181芯片处理4位，16位需要4片74181芯片，组间用1片74182芯片产生组间并行进位。
）64位ALU ，可采用4组图3-6 的结构，每组处理16位，再用1片74182，处理组间进位。
A 3~0B 3~0A 7~4B 7~4A 11~8B 11~8A 15~12B 15~12__ __Cn16位并行进位ALU结构A 15~0B 15~0A 31~16B 31~16A 47~32 B 47~32A 63~48B 63~48__ __Cn64位并行进位ALU结构3、 用变形补码计算[X]补+[Y]补，并指出是否溢出，说明是正溢还是负溢。
（P .66.） 答：（1）[X]补=00,110011 [Y]补=00,101101 [X]补+[Y]补 = 01,100000，正溢出 （2）[X]补=00,010110 [Y]补=00,100101 [X]补+[Y]补 = 00,111011 无溢出 （3）[X]补=00,1110011 [Y]补=11,101101 [X]补+[Y]补 = 11,100000，无溢出 （4）[X]补=11,001101 [Y]补=11,010011[X]补+[Y]补 = 10,100000，负溢出4、 用变形补码计算[X]补-[Y]补，并指出是否溢出。
计算机操作系统练习题及答案第三章
计算机操作系统练习题及答案第三章单项选择1. 两个进程合作完成一项任务。
在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或建立某个条件后再运行，这种制约性合作关系被称为进程的—A—。
A.同步B.执行C.互斥D.调度2. 为了进行进程协调，进程之间应当具有一定的联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行，这种方式通常称为—C—。
A. 进程互斥B. 进程同步C. 进程通信D. 进程制约3. 除了因为资源不足，进程竞争资源可能出现死锁外，不适当的—C—也可能产生死锁。
A.进程优先权B.资源线性分配C.进程推进顺序D.分配队列优先权4. 除了可以采用资源剥夺法解除死锁外，还可以采用—C—方法解除死锁。
A.修改信号量B.拒绝分配新的资源C.撤消进程D.执行并行操作5. 资源的按序分配策略可以破坏—D—条件。
A. 互斥B. 请求与保持C. 不剥夺D. 环路等待6. 在—C—的情况下，系统出现死锁。
A. 计算机系统发生了重大故障B. 有多个阻塞的进程存在C. 若干个进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源D. 资源数远小于进程数或进程同时申请的资源数远超过资源总数7.某系统中有3个进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是—B—。
A.9B.10C.11D.128. 银行家算法是一种—B—算法。
A. 解除死锁B.避免死锁C. 预防死锁D. 检测死锁9. 在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是—B—。
A. 银行家算法B. 资源有序分配C. 死锁检测法D. 资源分配图化简法10. 设有n个进程共用一个相同的程序段（临界区），如果每次最多允许m个进程（m≤n）同时进入临界区，则信号量的初值应为—B—。
A. nB. mC. m-nD. -m11.死锁定理是用于处理死锁的哪一种方法—C—。
A.预防死锁B.避免死锁C.检测死锁D.解除死锁12. AND信号量集机制是为了—C—。
A. 信号量的集中使用B. 解决结果的不可再现性问题C. 防止系统的不安全性D. 实现进程的相互制约13.临界区是指—A—。
计算机组成与系统结构第三章课后作业参考答案
• Cache-主存系统的访问效率 e = tc / ta e = tc / ta = 10 / 11.8 = 84.7%
•
有一个Cache主存系统，按字节编址， 主存容量2MB，Cache容量16KB，每块 (行)容量2KB，采用直接映射方式。
1. 给出主存地址格式。 2. 若主存地址为125301H，那么它在主存 的哪一个存储块中？映射到Cache的哪 个块？画出地址映射示意图
• • • • • • • • •
page table 页表 process 进程 address 地址 virtual page number 页号 valid bit 有效位 page frame number 页架号（物理块号） physical address 物理地址（主存地址） virtual addresses 虚拟地址 fault 故障
Nc ：表示Cache完成存取的总次数， Nm ：表示主存完成存取的总次数
h = （4500-90）/ 4500 = 98%
• Cache-主存系统的平均访问时间
ta= h • tc+ (1-h) • tm tc ：表示命中时的Cache访问时间 tm ：表示未命中时的主存访问时间 ta= 0.98 • 10+ (1-0.98) • 100 = 11.8 ns
3位
0#块 1#块 … 7#块 0#块 1#块 … 7#块 … 0#块 1#块 2#块 …
11位
0#区
主存
1#区
73#区
• 某Cache存储系统，主存有0～7共8个块。 Cache有4行，采用组相联映像，分2组。 假设主存的第5、1、2、4块已依次装入 Cache，现访存块地址流为1、2、4、1、 3、7、0、1、2、5、4、6时：画出用 LRU替换算法，Cache内各块的实际替换 过程图，并标出命中和替换时刻；
第三章并行计算性能评测
第三章并行计算性能评测并行计算是一种将任务分解为多个子任务并同时执行的技术，通常用于加速计算速度和提高计算能力。
而并行计算性能评测则是对并行计算系统或算法进行性能测试和评估的过程。
本文将从并行计算性能评测的背景和重要性、评测方法和指标、实例分析等方面进行阐述，以更好地了解并行计算性能评测的过程和意义。
首先，我们需要明确并行计算性能评测的背景和重要性。
随着计算机科学和技术的快速发展，计算任务的复杂性和规模也不断增大，传统的串行计算已经不能满足需求，而并行计算则成为提高计算性能的重要手段。
并行计算性能评测的目的是衡量并行计算系统或算法在处理大规模计算任务时的效率和性能，为优化并行计算系统和算法提供参考依据。
对于并行计算领域来说，性能评测是重要的研究方向之一，可以帮助研究人员和开发者了解并行计算系统和算法在不同配置和环境下的性能表现，从而选择和优化最适合的方案。
其次，我们需要了解并行计算性能评测的方法和指标。
并行计算性能评测方法多种多样，常见的有基准测试、负载分析和扩展性测试等。
基准测试是通过运行一系列已知计算任务来评估系统或算法的性能，例如FLOPS（每秒浮点运算次数）和吞吐量等指标。
负载分析是对计算任务进行分析，了解并行计算系统在不同复杂程度和规模的任务下的性能表现。
扩展性测试则是评估并行计算系统在不同处理器数目下的性能变化情况，判断其可扩展性和效率。
除了以上方法，还可以采用模拟器、仿真环境和实际应用等方式进行性能评测。
最后，我们可以通过一个实例来具体分析并行计算性能评测的过程。
假设我们要评测一个并行计算系统的性能，该系统采用了分布式内存和消息传递机制，并且可以通过添加节点来扩展处理能力。
首先，我们需要设计一些基准测试，包括常用的计算任务和数据集，以及一些性能指标的衡量方法。
然后，通过在系统中运行这些基准测试并记录性能指标的数值，可以获得系统在不同任务和规模下的性能表现。
接下来，我们可以进行负载分析，通过增加任务的复杂性和规模，观察系统响应时间和资源利用率的变化情况。
并行计算第三章课后题
第三章总结分析PRAM、BSP、LogP三种模型的特点及其差别.1 PRAM 模型PRAM（Parallel Random Access Machine）是一神理想的并行计算模型一台PRAM并行计算机由若干处理机和一个全局的共享存储器构成，各处理机同步地进行工作，都按读存储器、计算、写存储器的步骤循环运行在PRAM模型中，并行计算机彼理想化了，它假定并行处理机进冇的内存存取和计算都是同歩操作，而且忽略了同步的开销.2 BSP摸型BSP（Bulk Synchronous Parallel）模型的目的是建立一种并行计算机的体系结构模型，它既能作为许多高级语言的目标机器，又能被大多数的硬件结构有效的实现。
①克服了PRAM模型的缺点，仍但保留了其简单性。
②它将处理器p和路由器g分开，强调了计算任务和通信任务的分开而路由器仅仅完成点到点的消息传递，不提供组合、复制和广播等功能，这样做既掩盖具体的互连网络拓扑，又简化了通信协议；③采用障碍同步的方式，以硬件实现的全局同步是在可控的粗粒度级，从而提供了执行紧耦合同步式并行算法的有效方式，而程序员并无过分的负担；④如果能够合适的平衡计算和通信，则BSP模型在可编程性方面具有主要的优点，而直接在BSP模型上执行算法；⑤为PRAM模型所设计的算法，都可以采用在每个BSP处理器上模拟一些PRAM处理器的方法来实现。
3 LogP模型LogP模型和PRAM模型不同，它是面向分布存储和消息通信的多计算机并行模型模型的核心是L, o, g, P四个参数它们的含义是：L (Latency)，表示源点和目的点进行通信的延迟时间.0 (overhead)，处理机发送和接收每个消息的时冋开销.g (gap),处理机连续进行消息发送或接收的最小时间间隔.P (Processor〉，处理机的集合，毎个处理机带有局部的存储①LogP模型和PRAM模型不同，它是面向分布存储和消息通信的多计算机充分揭示了分布存储并行机的性能的主要瓶颈。
并行计算习题(全)
2.
根据表所给出的数据： ①分别计算 Berkeley Now、Intel Paragon 和 Cray C90 的性能/价格比； ②你能由此得出什么结论吗？ 三种机器求解某应用常微分方程时的运行一览表 机器系统 Cray C90 Intel Paragon Now +Ethernet NOW+ATM+PIO+AM 处理器数 16 256 256(RS6000) 256(RS6000) 计算时 通信时 间 （s） 间（s） 7 12 4 4 4 24 23340 8 I/O 时 总时间 间（s） （s） 16 10 4030 10 27 46 27340 21 价格 （s） 30 10 4 5
第四章 习题例题：
1.
并行算法的设计基础
试证明 Brent 定理：令 W (n)是某并行算法 A 在运行时间 T(n)内所执行的运算数量，则 A 使用 p 台处理器可在 t(n)＝O(W(n)／p+T(n))时间内执行完毕。 假定P i （1≤i≤n）开始时存有数据d i , 所谓累加求和指用 di 。 算法 PRAM-EREW上累加求和算法 输入： P i 中保存有d i , l≤ i ≤ n 输出： P i 中的内容为
第二章 习题例题：
1.
当代并行计算机系统介绍
请尽可能访问以下有关高性能并行计算的网址： IEEE/CS ParaScope (/parascope/)，world-wide parallel computing sites High Performance Computing Lists (/homes/mcbryan/public_html/bb/2/summary.html) The Language List (http://cuiwww.unige.ch/langlist) enumerate programming languages TOP 500 (/benchmark/top500.html) World's TOP 500 most powerful computing sites (at Netlib，University of Tennessee) Myrinet () DSM bibliography (http://www.cs.ualberta.ca/~rasit/dsmbiblio.html) Berkeley Active Message page (/AM/active_messages.html) The Cray Research system page (/products/systems/) SGI/Cray Origin 2000 (/Products/hardware/servers/index.html) Cray T3E (/products/systems/crayt3e/) PetaFLOPS web site (/hpcc/) NASA HPCC Program (/hpcc/) Cray T3E (/products/systems/crayt3e/) IBM SP (/hardware/largescale/) Intel Paragon (/Services/ Consult/Paragon/paragon.html) Kai Li (/~li/) SP2 at MHPCC (/doc/SP2.general/SP2.general.html) MPI Standard site (/mpi/index.html) MIT Parallel and Distributed Operating Systems Group (/). National Center for Supercomputer Applications at UIUC (NCSA) (/) Cornell Theory Center (CTC) (/ctc.html) Argonne Natl Laboratory，Mathematics & Computer Science Div. (/) Army Research Lab (/) Lawrence Livermore National Laboratory (/comp/comp.html) Los Alamos Natl Laboratory (LANL) Advanced Computing Laboratory (/). Maui High Performance Computing Center (MHPCC) (/mhpcc.html) San Diego Supercomputer Center (/SDSCHome.html) Sandia National Laboratories (/) Massively Parallel Comp. Res. Lab. Parallel Processing in Japan (/papers/ppij.html) Cray Research (/) IBM High-Performance Computing (/) ParaSoft Corporation (/)
四川大学计算机系统结构第三章练习答案
C
1
= SHR
(5)
(C ) C
0
0
= ( 000001 ) (101111
) = (101111
) = C
0
5
101111 C0
4）求出流水线的最小平均启动距离
最小平均启动距离为：5Dt 5）求出此流水线的最大吞吐率。
TPmax
n 1 n = lim = lim = n n (5n + 2 ) D t (5（n-1） 7 ) D t + 5 Dt
练习答案
第三章
1. 如果一条指令的执行需要取指、译码和 执行三个过程，每一级分别需要Dt， 2Dt 和3Dt。画出按顺序执行、一次重叠、二次 重叠及先行控制四种方式工作时的时空图。
第三章
（1）顺序执行
空间 指令执行 指令分析 取指
1 1 1 2 2
2
时间
0 t1
t2
t3
t4
t5
t6
t7
t8 t9
时间
t8 t9
t10 t11 t12
（4） 先行控制
空间
指令执行
指令分析 取指
1
1 1 0 t1 2 t2 3 t3 t4 t5 t6 t7 2 3
2
3
时间
t8 t9
t10 t11 t12
第三章
2. 在一个如下图所示的线性流水线,各级运行所需 的时间如下图中所标。
取指Dt 译码Dt 执行2Dt 写回2Dt
（1）三条指令并行 （2） V2 <- V0 *V1 （7拍） V3 <- 存储器 （6拍） V4 <- V2+V3 第一、二条指令并行，第三条指令顺序执行 （3） V0 <- 存储器 V3 <- V1+V2 V4 <- V0 *V3 V6 <- V4+V5 （与指令2存在功能部件冲突） 第一、二条指令并行，再与第三条指令链接，第四 条顺序执行。
并行计算的性能评估与调优
并行计算的性能评估与调优并行计算是一种重要的计算模式，通过同时执行多个计算任务，可以显著提高计算效率和性能。
然而，并行计算的性能评估与调优是一个复杂而关键的任务，它涉及到多个因素，包括任务划分、通信开销、负载均衡和并行度等。
本文将探讨并行计算的性能评估与调优方法，并分析其在实际应用中的效果。
一、并行计算模型在进行性能评估与调优之前，我们首先需要了解并行计算模型。
常见的并行计算模型包括共享内存模型和分布式内存模型。
共享内存模型是指多个处理器共享同一个物理内存空间，在这种模型中，各个处理器可以通过读写共享内存来进行通信和同步。
这种模型具有编程简单、通信效率高等优点，但也存在着负载均衡困难和竞争访问冲突等问题。
分布式内存模型是指每个处理器拥有自己独立的物理内存空间，在这种模型中，各个处理器通过消息传递来进行通信和同步。
这种模型具有负载均衡容易和数据共享困难等特点，但也存在着通信开销大和编程复杂等问题。
二、性能评估方法1. 任务划分任务划分是并行计算中的关键问题，它决定了计算任务如何被划分成多个子任务，并决定了子任务之间的依赖关系。
合理的任务划分可以最大程度地发挥并行计算的性能优势，提高计算效率。
常见的任务划分方法包括静态划分和动态划分。
静态划分是指在程序运行之前就确定好每个子任务的执行顺序和依赖关系，这种方法适用于计算量较大、依赖关系较固定的应用。
动态划分是指在程序运行过程中根据实际情况动态地调整子任务的执行顺序和依赖关系，这种方法适用于计算量较小、依赖关系较复杂的应用。
2. 通信开销通信开销是指在并行计算过程中由于数据交换而引起的时间和资源消耗。
通信开销对并行计算性能影响巨大，因此需要对其进行评估和调优。
常见的通信开销评估方法包括带宽和延迟。
带宽是指单位时间内可以传输的数据量，延迟是指数据传输的时间延迟。
通过评估带宽和延迟，可以确定通信开销的大小，并采取相应的优化措施，如增加带宽、减少延迟等。
3. 负载均衡负载均衡是指在并行计算过程中，将计算任务合理地分配给各个处理器，使得各个处理器的负载尽量均衡。
计算机组装与维护第三章测试题
计算机组装与维护第三章测试题计算机组装与维护第三章测试题一、填空题1 、CPU 的主频= 外频×倍频系数。
2 、CPU和主板连接接口主要有两类：一类是卡式接口，称为Slot，另一类是针脚式接口，称为Socket。
3、CPU采用的扩展指令集有Intel公司的MMX、SSE、SSE2和AMD公司的3Dnow!等几种。
4、按照CPU处理信息的字长，可以把它分为4、8、16、32以及64微处理器。
5、3Dnow!指令集是AMD公司提出的，并被广泛应用于AMD 处理器上。
6、CPU是Central_Processing_Unit（中央处理器）的缩写，它是计算机中最重要的部件，主要由运算器和控制器组成，主要用来进行分析、判断、运算并控制计算机各个部件协调工作。
7、缓存也称高速缓冲存储器，英文名称为Cache。
一般我们将高速缓存分为两类：一级缓存L1 cache和二级缓存L2 cache。
8、CPU的内核工作电压越低，说明CPU的制造工艺越小，这样CPU电功率就越低。
9、CPU的外频是75MHz，倍频是8，那么CPU的工作频率是600MHz。
10、FSB频率直接影响CPU与内存之间的数据交换速度。
11、Pentium 1.4GMHz标识中的1.4G表示主频（时钟频率）。
12、K6-2系列的CPU是AMD公司生产的。
13、Cache（高速缓存）主要用来存储最近使用的数据。
14、安装CPU是涂抹硅脂的目的是为了更好的对CPU进行散热。
15、Intel公司在1996年底推出Pentium MMX，其中文MMX 表示为多媒体扩展指令。
16、ZIF是指零插拔力插座，CPU安装时不必用力给CPU施压即可轻松装牢。
17、Socket CPU安装时，将CPU 引脚有缺针的位置对准插座上缺角。
18、Socket接口的CPU有数百个针脚，因针脚数目不同而称为Socket370、Socket423、Socket462、Socket478等。
计算机第三章习题答案
计算机第三章习题答案计算机科学是一个不断发展的领域，涵盖了广泛的主题和概念。
本章习题答案将帮助学生更好地理解计算机的基本原理和应用。
以下是第三章习题的答案，供参考：# 第三章习题答案一、选择题1. C2. B3. A4. D5. E二、填空题1. 计算机的硬件包括中央处理器、存储器、输入设备和输出设备。
2. 程序设计语言分为机器语言、汇编语言和高级语言。
3. 计算机的存储系统通常分为主存储器和辅助存储器。
4. 操作系统的主要功能包括进程管理、存储管理、设备管理和文件管理。
5. 计算机网络的拓扑结构主要有星型、环型、总线型和网状型。
三、简答题1. 计算机的工作原理是基于冯·诺依曼体系结构，该体系结构包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分。
计算机通过执行程序指令来完成各种任务。
2. 程序设计语言的分类主要基于其与机器语言的接近程度。
机器语言是最接近机器的指令集，汇编语言使用助记符来表示机器指令，而高级语言则提供了更抽象的编程方式，便于人类理解和使用。
3. 计算机的存储系统分为快速访问的随机存取存储器（RAM）和较慢访问的辅助存储器，如硬盘驱动器。
主存储器用于存储当前正在运行的程序和数据，而辅助存储器用于长期存储大量数据。
4. 操作系统是计算机系统的核心软件，它管理计算机硬件资源，提供用户界面，并控制其他软件的执行。
操作系统的主要功能包括进程管理（调度和同步）、存储管理（内存分配和保护）、设备管理（设备分配和缓冲）和文件管理（文件存储和访问）。
5. 计算机网络的拓扑结构决定了网络中设备如何连接和通信。
星型拓扑以一个中心节点连接所有其他节点，环型拓扑中的每个设备都连接到两个相邻设备，总线型拓扑使用单一通信线路连接所有设备，而网状型拓扑则允许设备之间有多个连接路径。
四、计算题1. 假设一个计算机系统使用32位地址，计算该系统的最大内存容量。
- 32位地址意味着地址空间为 \( 2^{32} \) 个地址。
第三章并行计算性能评测
第三章并行计算性能评测
习题例题：
1.使用40MHZ主频的标量处理器执行一个典型测试程序，其所执行的指令数及所需的周
CPU执行时间。
2.根据表所给出的数据：
①分别计算Berkeley Now、Intel Paragon和Cray C90的性能/价格比；
②你能由此得出什么结论吗？
三种机器求解某应用常微分方程时的运行一览表
3.一个p个处理器上的并行程序的加速比是p-1,根据Amdahl定律，串行分量为多少？
4.在Amdahl定律的假设条件下，对于一个固定问题，随着使用的处理器数目p的增加，
是否可以达到常数效率？为什么？
5.若对于一个固定问题，随着使用的处理器数目p增加，效率为常数，根据Amdahl定律
串行分量s（可以表示成p的函数）为多少？
6.对于一个具有良好可扩放性的并行算法，任务的规模（或是任务的个数）会不会随着问
题的规模的增加而增加？为什么？
7.对于一个在给定并行体系结构上解决给定问题的并行算法，若下面的条件变化时，并行
效率是增加还是减少？若其他的独立参数是固定的。
处理器数目增加
问题规模增加
通讯带宽增加
通讯延迟增加
处理器的计算速度增加
通讯步之间的计算量增加
通讯端口增加，每个处理器可以同时通讯。
计算机操作系统第三章练习题
计算机操作系统第三章练习题1.在三种基本类型的操作系统中，都设置了(A)，在批处理系统中还应设置(B)；在有虚拟内存的系统中通常还设置了(C)。
A，B，C：(1)剥夺调度；(2)作业调度；(3)进程调度；(4)中级调度；(5)多处理机调度。
2.在面向用户的调度准则中，(A)是选择实时调度算法的重要准则，(B)是选择分时系统中进程调度算法的重要准则，(C)是批处理系统中选择作业调度算法的重要准则，而(D)准则则是为了照顾紧急作业用户的要求而设置的。
A，B，C，D：(1)响应时间快；(2)平均周转时间短；(3)截止时间的保证；(4)优先权高的作业能获得优先服务；(5)服务费低。
3.作业调度是从(A)队列中选取作业投入运行，(B)是指作业进入系统到作业完成所经过的时间间隔，(C)算法不适合作业调度。
A：(1)运行；(2)提交；(3)后备；(4)完成；(5)阻塞；(6)就绪。
B：(1)响应时间；(2)周转时间；(3)运行时间；(4)等待时间；(5)触发时间。
C：(1)先来先服务；(2)短作业优先；(3)最高优先权优先；(4)时间片轮转。
4.下列算法中，(A)只能采用非抢占调度方式，(B)只能采用抢占调度方式，而其余的算法既可采用抢占方式，也可采用非抢占方式。
A，B：(1)高优先权优先法；(2)时间片轮转法；(3)FCFS调度算法；(4)短作业优先算法。
5.我们如果为每一个作业只建立一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用(A)；为照顾紧急作业的用户，应采用(B)；为能实现人机交互作用应采用(C)；为了兼顾短作业和长时间等待的作业，应采用(D)；为了使短作业、长作业及交互作业用户都比较满意，应采用(E)；为了使作业的平均周转时间最短，应采用(F)算法。
A，B，D，E，F：(1)FCFS调度算法；(2)短作业优先；(3)时间片轮转法；(4)多级反馈队列调度算法；(5)基于优先权的剥夺调度算法；(6)高响应比优先。
并行计算题目答案汇总
！第１题（1）什么是并行计算（2）它的优点有哪些（3）可以通过哪些结构完成并行计算1．并行计算就是在并行计算或分布式计算机等高性能计算系统上所做的超级计算。
（P3）2．计算极大地增强了人们从事科学研究的能力，大大地加速了把科技转化为生产力的过程，深刻地改变着人类认识世界和改造世界的方法和途径。
计算科学的理论和方法，作为新的研究手段和新的设计与创造技术的理论基础，正推动着当代科学与技术向纵深发展。
（P4）3．单指令多数据流SIMD、对称多处理机SMP、大规模并行处理机MPP、工作站机群COW、分布共享存储DSM多处理机。
（P22）第2题什么是网络计算它的特点它与分布式计算、集群计算的关系（P104）网络计算：在工作站机群COW环境下进行的计算称为网络计算。
特点：网络计算结合了客户机/服务器结构的健壮性、Internet面向全球的简易通用的数据访问方式和分布式对象的灵活性，提供了统一的跨平台开发环境，基于开放的和事实上的标准，把应用和数据的复杂性从桌面转移到智能化的网络和基于网络的服务器，给用户提供了对应用和信息的通用、快速的访问方式。
与分布式计算、集群计算的关系：，分布式计算是一门计算机科学，它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终的结果。
集群计算是使用多个计算机，如典型的个人计算机或UNIX工作站；多个存储设备；冗余互联，来组成一个对用户来说单一的高可用性的系统。
因此，网络计算与分布式计算和集群计算都是属于计算密集型，数据密集型和网络密集型应用。
第3题表征并行系统的性能指标有哪些并行系统的加速比如何定义它能否完全确定系统的性能为什么a.表征并行系统的性能指标主要有：CPU和存储器的基本性能指标，通信开销以及系统机器的成本、价格与性价比，还有系统加速比和系统可扩放性（p88页）；其中CPU和存储器的基本性能指标包括：工作负载，并行执行时间，存储器的层次结构和存储器的带宽。
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第3章 并行计算性能评测
习题例题：
1.使用40MHZ主频的标量处理器执行一个典型测试程序，其所执行的指令数及所需的
执行时间。
周期数如表所示。
试计算执行该程序的有效CPI、MIPS速率及总的CPU
2.
①分别计算Berkeley Now、Intel Paragon和Cray C90的性能/价格比；
②你能由此得出什么结论吗？
三种机器求解某应用常微分方程时的运行一览表
4.在Amdahl定律的假设条件下，对于一个固定问题，随着使用的处理器数目p的增加，
是否可以达到常数效率？为什么？
5.若对于一个固定问题，随着使用的处理器数目p增加，效率为常数，根据Amdahl定律
串行分量s（可以表示成p的函数）为多少？
6.对于一个具有良好可扩放性的并行算法，任务的规模（或是任务的个数）会不会随着
问题的规模的增加而增加？为什么？
7.对于一个在给定并行体系结构上解决给定问题的并行算法，若下面的条件变化时，并
行效率是增加还是减少？若其他的独立参数是固定的。
处理器数目增加
问题规模增加
通讯带宽增加
通讯延迟增加
处理器的计算速度增加
通讯步之间的计算量增加。