并行与串行数据结构与算法课程设计报告

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并行计算结构算法编程第3版课程设计 (2)

并行计算结构算法编程第3版课程设计一、设计背景并行计算结构算法编程是现代计算机应用领域的一个重要分支，能够提高计算机运行效率，加快计算速度。

本课程设计旨在通过掌握并行计算结构基本原理和算法编程技术来培养学生在计算机领域中的综合应用能力。

二、设计目的和任务本课程设计旨在让学生应用已学的知识和技能，在实际的计算机应用场景中进行综合应用，提高学生在并行计算结构与算法编程方面的能力。

本次课程设计的任务主要包括以下方面：1.实现基本的并行计算结构和算法编程。

2.了解并发控制、线程安全等高级并行计算结构技术。

3.掌握并行计算结构的实际应用场景，如数据处理、数据挖掘、图像识别等等。

三、设计内容和要求本次课程设计的具体内容如下：1. 并行计算结构基本原理了解并行计算结构基本原理，如并行计算的概念、并行计算的动态与静态形式、并行计算的任务划分、并行计算的任务交互等。

2. 并行算法编程掌握并行算法编程的目的和基本原理，了解算法编程的产生背景及其发展历程；掌握基于 OpenMP 的并行程序设计，编写具有OPENMP并行结构的并行计算程序。

3. 实际应用场景了解并行计算结构和算法编程在实际应用中的应用场景，如数据处理、数据挖掘、图像识别等。

可以通过调用开源库和其他工具实现实际需求。

四、技能应用在完成课程设计的过程中，通过设计与调试程序、编写程序文档等方式，培养学生综合运用所学知识和技能的能力，包括：1.掌握并行计算结构算法编程的基本技能，能使用基本的并行编程接口，分析并行算法效率，能够从实践中总结经验和提高技能；2.锻炼大型项目的开发能力，对软件开发流程有更深刻理解；3.培养逻辑思维、分析问题和解决问题的能力。

五、参考文献1.《并行计算结构与算法编程》第3版；2.《OpenMP 并行编程实战》；3.《并行算法》；4.《并行计算》。

六、总结通过本次课程设计，学生不仅可以掌握并行计算结构与算法编程的基本理论和技能，更可以在实践中发现问题，提高综合运用能力，培养逻辑思维和解决问题的能力。

数据结构课程设计实验报告完整版

数据结构课程设计实验报告完整版【正文】一、实验目的本实验主要目的是通过实践，掌握数据结构的基本概念、常见数据结构的实现方式以及在实际应用中的应用场景和效果。

二、实验背景数据结构是计算机科学与技术领域中的一个重要概念，是研究数据的组织方式、存储方式、访问方式以及操作等方面的方法论。

在计算机科学领域，数据结构是实现算法和解决问题的基础，因此对数据结构的理解和应用具有重要意义。

三、实验内容本次数据结构课程设计实验主要分为以下几个部分：1. 实验环境的准备：包括选择合适的开发平台、安装必要的软件和工具。

2. 实验数据的收集和处理：通过合适的方式收集实验所需的数据，并对数据进行处理和整理。

3. 数据结构的选择和实现：根据实验需求，选择合适的数据结构，并进行相应的数据结构实现。

4. 数据结构的测试和优化：对所实现的数据结构进行测试，包括性能测试和功能测试，并根据测试结果对数据结构进行优化和改进。

5. 实验报告的撰写：根据实验过程和结果，撰写完整的实验报告，包括实验目的、实验背景、实验内容、实验结果和结论等。

四、实验过程1. 实验环境的准备本实验选择了Visual Studio作为开发平台，安装了相应版本的Visual Studio，并根据官方指引进行了相应的配置和设置。

2. 实验数据的收集和处理本实验选取了一份包含学生信息的数据集，包括学生姓名、学号、性别、年龄等信息。

通过编写Python脚本，成功提取了所需信息，并对数据进行了清洗和整理。

3. 数据结构的选择和实现根据实验需求，我们选择了链表作为数据结构的实现方式。

链表是一种常见的动态数据结构，能够高效地插入和删除元素，适用于频繁插入和删除的场景。

在实现链表时，我们定义了一个节点结构，包含数据域和指针域。

通过指针的方式将节点连接起来，形成一个链式结构。

同时，我们还实现了相关的操作函数，包括插入、删除、查找等操作。

4. 数据结构的测试和优化在完成链表的实现后，我们对其进行了性能测试和功能测试。

并行计算课程报告

并行计算课程报告1．学习总结1.1并行计算简介并行计算是相对于串行计算来说的。

它是一种一次可执行多个指令的算法，目的是提高计算速度，及通过扩大问题求解规模，解决大型而复杂的计算问题。

所谓并行计算可分为时间上的并行和空间上的并行。

时间上的并行就是指流水线技术，而空间上的并行则是指用多个处理器并发的执行计算。

1.2并行计算机分类和并行机体系结构的特征按内存访问模型、微处理器和互联网络的不同，当前流行的并行机可分为对称多处理共享存储并行机（SMP：Symmetric Multi-Processing）、分布共享存储并行机（DSM：Distributed Shared Memory）、机群（cluster）、星群（constellation）和大规模并行机（MPP：Massively Parallel Processing）等五类。

SMP并行机有如下主要特征：对称共享存储、单一的操作系统映像、局部高速缓存cache 及其数据一致性、低通信延迟、共享总线带宽、支持消息传递、共享存储并行程序设计。

SMP 并行机具有如下缺点：欠可靠、可扩展性（scalability）较差。

DSM 并行机具有如下主要特征：并行机以结点为单位，每个结点包含一个或多个CPU，每个CPU 拥有自己的局部cache，并共享局部存储器和I/O设备，所有结点通过高性能互联网络相互连接；物理上分布存储；单一的内存地址空间；非一致内存访问（NUMA）模式；单一的操作系统映像；基于cache 的数据一致性；低通信延迟与高通信带宽；DSM 并行机可扩展到数百个结点，能提供每秒数千亿次的浮点运算性能；支持消息传递、共享存储并行程序设计。

机群(cluster)有三个明显的特征：①系统由商用结点构成，每个结点包含2-4 个商用微处理器，结点内部共享存储。

②采用商用机群交换机连接结点，结点间分布存储。

③在各个结点上，采用机群Linux 操作系统、GNU 编译系统和作业管理系统。

数据结构与算法分析实验报告

数据结构与算法分析实验报告一、实验目的本次实验旨在通过实际操作和分析，深入理解数据结构和算法的基本概念、原理和应用，提高解决实际问题的能力，培养逻辑思维和编程技巧。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python，使用的开发工具为 PyCharm。

操作系统为 Windows 10。

三、实验内容（一）线性表的实现与操作1、顺序表的实现使用数组实现顺序表，包括插入、删除、查找等基本操作。

通过实验，理解了顺序表在内存中的存储方式以及其操作的时间复杂度。

2、链表的实现实现了单向链表和双向链表，对链表的节点插入、删除和遍历进行了实践。

体会到链表在动态内存管理和灵活操作方面的优势。

（二）栈和队列的应用1、栈的实现与应用用数组和链表分别实现栈，并通过表达式求值的例子，展示了栈在计算中的作用。

2、队列的实现与应用实现了顺序队列和循环队列，通过模拟银行排队的场景，理解了队列的先进先出特性。

（三）树和二叉树1、二叉树的遍历实现了先序、中序和后序遍历算法，并对不同遍历方式的结果进行了分析和比较。

2、二叉搜索树的操作构建了二叉搜索树，实现了插入、删除和查找操作，了解了其在数据快速查找和排序中的应用。

（四）图的表示与遍历1、邻接矩阵和邻接表表示图分别用邻接矩阵和邻接表来表示图，并比较了它们在存储空间和操作效率上的差异。

2、图的深度优先遍历和广度优先遍历实现了两种遍历算法，并通过对实际图结构的遍历，理解了它们的应用场景和特点。

（五）排序算法的性能比较1、常见排序算法的实现实现了冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序和归并排序等常见的排序算法。

2、算法性能分析通过对不同规模的数据进行排序实验，比较了各种排序算法的时间复杂度和空间复杂度。

四、实验过程及结果（一）线性表1、顺序表在顺序表的插入操作中，如果在表头插入元素，需要将后面的元素依次向后移动一位，时间复杂度为 O(n)。

删除操作同理，在表头删除元素时，时间复杂度也为 O(n)。

并行计算课程设计报告

并行计算与多核多线程技术课程报告专业班级学号XX成绩___________________年月日课程报告要求手写内容：设计目的、意义，设计分析，方案分析，功能模块实现，最终结果分析，设计体会等。

允许打印内容：设计原理图等图形、图片，电路图，源程序。

硬件类的设计，要有最终设计的照片图；软件类设计，要有各个功能模块实现的界面图、输入输出界面图等。

评价理论根底实践效果〔正确度/加速比〕难度工作量独立性目录1. 设计目的、意义〔功能描述〕12. 方案分析〔解决方案〕13. 设计分析13.1 串行算法设计13.2 并行算法设计13.3 理论加速比分析24. 功能模块实现与最终结果分析24.1 基于OpenMP的并行算法实现24.1.1 主要功能模块与实现方法24.1.2 实验加速比分析34.2 基于MPI的并行算法实现34.2.1 主要功能模块与实现方法34.2.2 实验加速比分析44.3 基于Java的并行算法实现44.3.1 主要功能模块与实现方法44.3.2 实验加速比分析54.4 基于Windows API的并行算法实现54.4.1 主要功能模块与实现方法54.4.2 实验加速比分析64.5 基于.net的并行算法实现64.5.1 主要功能模块与实现方法64.5.2 实验加速比分析64.6并行计算技术在实际系统中的应用64.6.1 主要功能模块与实现方法64.6.2 实验加速比分析75. 设计体会76. 附录96.1 基于OpenMP的并行程序设计96.1.1 代码及注释96.1.2 执行结果截图116.1.3 遇到的问题及解决方案126.2 基于MPI的并行程序设计126.1.1 代码及注释126.2.2 执行结果截图126.2.3 遇到的问题及解决方案166.3 基于Java的并行程序设计196.3.1 代码及注释196.3.2 执行结果截图226.3.3 遇到的问题及解决方案236.4 基于Windows API的并行程序设计256.4.1 代码及注释256.4.2 执行结果截图256.4.3 遇到的问题及解决方案306.5 基于.net的并行程序设计306.5.1 代码及注释306.5.2 执行结果截图346.5.3 遇到的问题及解决方案356.6并行计算技术在实际应用系统的应用366.6.1 代码及注释366.6.2 执行结果截图366.6.3 遇到的问题及解决方案421. 设计目的、意义〔功能描述〕设计一个计算向量夹角的WinForm窗体应用，用户只需要在窗体上输入向量的维度，系统随机产生两个向量并将计算结果显示在窗体上。

并行计算结构算法编程课程设计

并行计算结构算法编程课程设计一、课程背景高性能计算（High Performance Computing，HPC）已经成为科技竞争的重要战场之一。

各大科研机构、高校都在日益加大对高性能计算的投入和重视。

在为科学研究提供强有力的支撑的同时，也在很大程度上推动了信息技术的进步和发展。

并行计算结构算法编程课程是计算机科学与技术专业的一门重要的课程，重点讲解并行计算系统的结构、算法设计与编程方法。

二、课程目标本课程旨在介绍并行计算结构和基本的并行算法设计与优化方法，通过学习课程，达到以下目标：1.掌握并行计算系统的结构，包括传统的并行计算系统和云计算系统。

2.熟悉并行算法的设计与优化，掌握传统的并行算法和新兴的并行算法。

3.掌握并行程序的编写方法，能够使用现代工具和技术编写高效的并行程序。

4.具备一定的实验设计和实验分析能力，能够独立完成并行计算相关的实验与项目。

三、课程内容1. 并行计算系统的结构1.1 什么是并行计算系统1.2 传统式并行计算系统1.3 云式并行计算系统2. 并行计算算法设计2.1 并行计算中的任务划分2.2 并行计算中的数据划分2.3 并行计算中的任务调度2.4 并行计算中的数据通信3. 并行程序的编写3.1 编写并行程序的基本原则3.2 选用适合的编程语言3.3 选择美国能源部国家科学院NNSA的ASC黄金标准测试用例4. 课程设计4.1 课程设计项目的内容和要求4.2 怎么设计一个并行计算程序4.3 基于MPI的分散式矩阵-向量乘法运算的实现4.4 基于OpenMP的PDE求解器的实现四、实验环境本课程的实验环境为台式机或服务器，由学生自行摆放，安装MATLAB和MPI 等软件。

五、参考资料1.Peter Pacheco, An Introduction to Parallel Programming,Elsevier, 2011.2.Arora Jaswinder Pal Singh, Anindya Das, Practical ParallelProgramming, PHI Learning Private Limited, 2012.3.Tim Mattson, Beverly Sanders, Berna Massingill, Patterns forParallel Programming, Addison-Wesley Professional, 2004.本文档主要让读者了解并行计算结构算法编程课程设计的内容，以及课程的目的和参考资料。

并行计算课程设计

并行计算课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并行计算的基本概念，掌握并行计算的发展历程及分类；2. 培养学生掌握并行编程的基本方法，了解并行算法的设计原则；3. 使学生了解并行计算在现实生活中的应用，并能结合实际问题进行分析。

技能目标：1. 培养学生运用并行计算技术解决实际问题的能力，提高计算思维；2. 培养学生掌握并行编程工具和软件的使用，能进行简单的并行程序设计；3. 培养学生通过团队合作，进行问题分析、方案设计和程序实现的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对并行计算的兴趣，激发其探索未知领域的热情；2. 培养学生具备良好的团队合作精神，学会尊重他人、沟通协作；3. 培养学生认识到科技发展对社会进步的重要性，树立正确的科技观。

课程性质：本课程为选修课，旨在拓展学生的计算思维和编程技能，提高解决实际问题的能力。

学生特点：学生具备一定的计算机基础，对编程有一定了解，对并行计算感兴趣，但可能对并行编程方法和技巧掌握不足。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，培养其创新能力和实践能力。

通过本课程的学习，使学生能够将并行计算技术应用于实际问题，达到学以致用的目的。

在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 并行计算基本概念：包括并行计算的定义、发展历程、分类及特点。

教材章节：第一章并行计算概述2. 并行编程模型：介绍 Flynn 分类法，讲解共享内存和分布式内存编程模型。

教材章节：第二章并行编程模型3. 并行编程语言与工具：学习 MPI、OpenMP、CUDA 等并行编程语言和工具。

教材章节：第三章并行编程语言与工具4. 并行算法设计：讲解并行算法设计原则，分析常见并行算法。

教材章节：第四章并行算法设计5. 并行计算应用：介绍并行计算在科学计算、大数据处理等领域的应用。

教材章节：第五章并行计算应用6. 实践环节：安排学生进行并行程序设计和实现，针对实际问题进行团队协作。

并行计算课程报告.docx

成绩：并行计算导论课程报告专业：软件工程班级：软件二班学号：************姓名：*** 2017 年6 月 1 日1、并行计算的实际意义并行计算或称平行计算是相对于串行计算来说的。

它是一种一次可执行多个指令的算法，目的是提高计算速度，及通过扩大问题求解规模，解决大型而复杂的计算问题。

所谓并行计算可分为时间上的并行和空间上的并行。

时间上的并行就是指流水线技术，而空间上的并行则是指用多个处理器并发的执行计算。

在应用需求方面，人类对计算机性能的需求总是永无止境的，在诸如预测模型的构造和模拟、工程设计和自动化、能源勘探、医学、军事以及基础理论研究等领域中都对计算提出了极高的具有挑战性的要求。

例如，在作数值气象预报时，要提高全球气象预报的准确性，据估计在经度、纬度和大气层方向上至少要取 200*100*20 ＝40 万各网格点。

并行计算机产生和发展的目的就是为了满足日益增长的大规模科学和工程计算、事务处理和商业计算的需求。

问题求解最大规模是并行计算机的最重要的指标之一，也是一个国家高新技术发展的重要标志。

2、拟优化的应用介绍应用 jacobi 迭代近似求解二维泊松方程。

二维泊松方程：u( x, y) f (x, y), ( x, y)u( x, y)g( x, y), ( x, y)其中2 2(0,W ) * (0, H ) ，u( x, y)x 2u ( x, y)y 2u( x, y)f (x, y) 和g (x, y) 已知函数，分定在的内部和界上。

于任意正整数Mx和 N y，将网格剖分成 Mx* Ny个相同的方格。

在网格点上，用二中心差分来近似二偏数。

2ui 1, j2ui , jui 1, jx2u(ih x, jh y)h x 22 ui , j 12ui, jui , j 1u(ih x , jh y )h y 2y2将差分近似代入泊松方程，便得到了五点差分离散格式，泊松方2(h 2h 2 )uh 2 (ui 1, jui 1, j ) h 2 (ui , j 1 ui , j 1) h 2h 2 fi , jxyi , jyxx y 程的求1 iM x 1,1 jN x之后用典的 jacobi 算法来求解此方程。

串并行转换实验报告

一、实验目的1. 理解串行和并行数据传输的基本概念。

2. 掌握串并行数据转换的方法和原理。

3. 通过实验验证串并行转换的正确性和实用性。

二、实验原理在数字通信和数据处理领域，串行和并行传输方式各有优缺点。

串行传输适合长距离传输，而并行传输适合短距离高速交换。

串并行转换技术可以将串行数据转换为并行数据，或将并行数据转换为串行数据，以满足不同场景下的传输需求。

串行数据传输：将多个数据位按顺序逐个发送，数据位之间有明显的间隔。

并行数据传输：将多个数据位同时发送，每个数据位通过独立的传输线路。

三、实验设备与材料1. 串并行转换模块2. 信号发生器3. 示波器4. 计算机及实验软件四、实验步骤1. 连接实验设备，确保串并行转换模块与信号发生器、示波器等设备连接正确。

2. 在计算机上打开实验软件，设置实验参数，如串行数据输入、并行数据输出等。

3. 启动信号发生器，产生串行数据信号。

4. 将串行数据信号输入到串并行转换模块，观察转换模块的输出信号。

5. 使用示波器观察串行数据信号和并行数据信号的波形，记录数据。

6. 改变实验参数，重复步骤3-5，验证串并行转换的正确性和实用性。

五、实验结果与分析1. 实验过程中，将串行数据信号输入到串并行转换模块，转换模块输出相应的并行数据信号。

2. 通过示波器观察串行数据信号和并行数据信号的波形，发现两者具有相同的数据位和时序。

3. 改变实验参数，如串行数据输入、并行数据输出等，发现串并行转换模块能够适应不同的实验需求。

4. 实验结果表明，串并行转换模块能够实现串行数据到并行数据的转换，以及并行数据到串行数据的转换，验证了实验原理的正确性。

六、实验结论1. 串并行转换技术能够实现串行数据到并行数据的转换，以及并行数据到串行数据的转换，具有实际应用价值。

2. 通过实验验证了串并行转换模块的正确性和实用性，为后续相关实验和研究提供了参考。

3. 在数字通信和数据处理领域，串并行转换技术具有重要的应用前景。

数据结构与算法课程设计报告---图的算法实现

数据结构与算法课程设计报告课程设计题目：图的算法实现专业班级：信息与计算科学1002班目录摘要 (1)1、引言 (1)2、需求分析 (1)3、概要设计 (2)4、详细设计 (4)5、程序设计 (10)6、运行结果 (18)7、总结体会 (19)摘要(题目): 图的算法实现实验内容图的算法实现问题描述：（1）将图的信息建立文件；（2）从文件读入图的信息，建立邻接矩阵和邻接表；（3）实现Prim、Kruskal、Dijkstra和拓扑排序算法。

关键字:邻接矩阵、Dijkstra和拓扑排序算法1.引言本次数据结构课程设计共完成图的存储结构的建立、Prim、Kruskal、Dijkstra 和拓扑排序算法等问题。

通过本次课程设计，可以巩固和加深对数据结构的理解，通过上机和程序调试，加深对课本知识的理解和熟练实践操作。

（1）通过本课程的学习，能够熟练掌握数据结构中图的几种基本操作；（2）能针对给定题目，选择相应的数据结构，分析并设计算法，进而给出问题的正确求解过程并编写代码实现。

使用语言：CPrim算法思想：从连通网N={V,E}中的某一顶点v0出发，选择与它关联的具有最小权值的边(v0,v)，将其顶点加入到生成树的顶点集合V中。

以后每一步从一个顶点在V中，而另一个顶点不在V中的各条边中选择权值最小的边(u,v),把它的顶点加入到集合V中。

如此继续下去，直到网中的所有顶点都加入到生成树顶点集合V中为止。

拓扑排序算法思想：1、从有向图中选取一个没有前驱的顶点，并输出之；2、从有向图中删去此顶点以及所有以它为尾的弧；重复上述两步，直至图空，或者图不空但找不到无前驱的顶点为止。

没有前驱-- 入度为零，删除顶点及以它为尾的弧-- 弧头顶点的入度减1。

2.需求分析1、通过键盘输入建立一个新的有向带权图，建立相应的文件；2、对建立的有向带权图进行处理，要求具有如下功能：（1）用邻接矩阵和邻接表的存储结构输出该有向带权图，并生成相应的输出结果；（2）用Prim、Kruskal算法实现对图的最小生成树的求解，并输出相应的输出结果；（3）用Dijkstra算法实现对图中从某个源点到其余各顶点的最短路径的求解，并输出相应的输出结果；（4）实现该图的拓扑排序算法。

数据结构与算法课程设计程序及报告

数据结构与算法课程设计报告题目两两相连的房间问题：一所奇怪的房子，这所房子里有n个房间，每个房间里有一些门通向别的房间，可是这些门十分奇怪，它们只能从房间a开向房间b，也就是说，一扇从a开向b的门是不能让一个人从b房间走到a房间的。

你能计算一下任意两个房间之间都互相相通吗？问题分析此程序需要完成如下要求：在这所房子里，从任意一个房间开始，按照开门的方向，均能够找到一个合适的路线，使得一个人能够不重复的到达其他的每一个房间，所以，需以每一个房间都为一次起始点来走向其他的房间，以此来判断这所房子里的任意两个房间之间是否互相相通。

实现本程序需要解决以下问题：1.如何表示每一个房间，即存储房间的信息，并且还要确定这所房子里的各个房间的位置。

2.各个房间之间的门，以及门是从哪个房间开向哪个房间的该如何表示和存储的。

3.从某一个房间开始，如何走到其他各个房间，即如何对房间进行遍历。

4.为了在遍历过程中，不重复的遍历每一个房间，该如何标记已被遍历过的房间，从而只访问未走过的房间。

5.最后通过什么的遍历方式才能判断各个房间之间是否互相相通。

数据结构的选择和概要设计通过对题目要求的理解，我们可以用图来表示这所房子，而房子中的各个房间就相当于图中的各个结点，由于房间的门是有方向的，一扇从a开向b的门是不能让一个人从b房间走到a 房间的，从而可知该图为有向图，那么门就相当于有向图中的弧，从一个门开向另一个门即代表有向图中弧的起始点和终止点。

对于图的存储，我采用邻接表的形式来存储，并将每一个房间进行编号，对于邻接表，则需要定义一个邻接表结点类型、邻接表表头结点类型，通过表头与结点的连接而将有向图中弧的信息存储起来。

那么人从任意一个房间走向另一个房间，即相当于有向图中从一个结点按照弧的信息访问其他的结点，可以采用深度优先搜索遍历。

如果从每一个结点以起始点开始一次遍历就都能访问到其他结点的话则说明有向图是连通图，即该房子里的各个房间能够互相相通。

并行计算机体系结构课程设计 (2)

并行计算机体系结构课程设计1. 简介本文档介绍了一个并行计算机系统的设计，该系统由多个处理器组成，能够支持多线程和并行计算，并且在应对大型数据集时具有高性能和高并发性能。

本文档的目的是为了提供一个初步的设计方案，能够满足对于一个并行计算机体系结构的基本要求和功能，同时为学习并行计算机体系结构提供一定的参考。

2. 大致设计该并行计算机系统由N个处理器组成，每个处理器有自己的主频、缓存、指令集和寄存器等。

处理器之间通过一个高速数据总线进行数据传输。

此外，该系统还拥有一个内存子系统，充当处理器与外部存储器之间的桥梁。

内存子系统包括一个主存储器和一个数据缓存。

在主存储器中，所有的主存单元都被映射到各个处理器的缓存单元中。

在数据缓存中，每个处理器都有一个本地缓存用于存储最近使用过的数据。

内存子系统的职责是管理数据在处理器之间的传输，并及时更新数据的缓存状态。

3. 处理器每个处理器拥有一个指令集，它定义了处理器的指令和寄存器等内部结构。

指令集中包含加、减、乘、除、位运算等多种常用指令。

此外，处理器还支持浮点操作、向量操作等，并具备高精度计算的能力。

在处理器的架构中，最基本的功能是支持多线程的处理，处理器之间可以同时执行不同线程的指令，并且可以共享处理器的资源。

每个处理器特别是对于并行计算的处理能力都有着很高的要求，因此在设计处理器时需要注意对于处理器的浮点数计算和定点数计算的优化，以及大量数据的访问效率。

4. 内存子系统内存子系统包括主存储器和数据缓存，它们协同工作可以高效地完成对于高并发数据的访问和更新。

主存储器是内存子系统中的数据存储环节，处理器可以通过总线访问主存储器中的数据。

同时，主存储器还具有高效读取和写入数据的能力。

数据缓存是处理器与主存储器之间的一个快速访问存储区域，它位于处理器和主存储器之间。

每个处理器都有自己的数据缓存，能够高效地缓存处理器在运算过程中所需的数据。

数据缓存提升了内存子系统的访问效率，这对于加速并行计算任务的执行具有非常重要的作用。

《数据结构与算法》课程设计报告范例1

《数据结构与算法》课程设计报告姓名：学号：专业：信息与计算科学一、课题：链表的维护与文件形式的保存以有序链表结构表示某家电商场的库存模型。

提/进货时，需对链表进行维护。

每个工作日结束后，应将该链表以文件形式保存；每日营业前，应从文件中恢复该有序链表结构。

链表接点的数据域包括家电名称，品牌，单价和数量，以单价的升序体现链表的有序性。

程序包括：初始化，创建表，插入，删除，更新数据，查询及链表数据与文件之间的转换等；二、功能、算法、体会描述：系统主要有两个界面,第一个界面是查看界面,任何人可以查看到多个库存或日志文件(050902--050905),如果某个库存文件丢失了,可以通过操作恢复,在这也可以也可以查看到某日的金额统计情况,第二个界面是操作界面,只有操作员可以通过密码进入,可以对某个指定的库存文件进行进货,提货,删货，排序,查询操作,操作的情况可以被系统随时保存，当您想退出此界面时可保存库存和日志情况,文件名可自定,保存完后，自动退回到第一个界面，您当然就可以在查看界面中查看到您刚刚保存的库存或者日志文件了。

１．库存查看功能：基本思想：利用SetupGoodsList( )函数，将库存文件内容先转成链表形式，然后利用TraverseList( )函数，遍历一个链表，就可以直接显示查看到了。

具体步骤：先将文件读到结构体中，读满一个结构体内容就将此结构体连到定义好的链表上，这儿利用了InsertRear( )函数，一直这样读下去只到文件里读不到内容为止，语句描述如下：while(ifstr>>g.code){ifstr>>>>g.mark>>g.minq>>g.curq;InsertRear(L,g);}２．日志查看功能：日志文件的内容看起来跟库存文件差不多，但是里面多了个“操作情况”这一览，所以在读的时候要注意这一点，实现这个功能的我编了rizhichakan( )函数基本思想：将文件内容独到结构体数组中，然后再显示出来具体步骤：先读一个字符串到数组d[ ]中，然后用strcmp( ),判断是不是“j”字符串，如果是就连读5个字符串到定义好的结构体数组中，因为这句话是放在while( )循环里的，要能够的起循环就要不断的给d[ ]赋新值，所以循环语句中还有一句：再读第6个字符串到d[ ]中，只要符合循环条件的都会被连续加到结构体数组中，语句描述为：ifstr>>d;//因为是比较两个字符串所以要一个数组while(strcmp(d,"j")==0){ifstr>>r[x].code>>r[x].name>>r[x].mark>>r[x].minq>>r[x].curq;ifstr>>d[0]; //数组赋不起来，所以改成了元素x++;}其它以“t”“s”开头的也同样的道理，这样就将处了开头的“j”“t”“s”字符以外的信息内容全分别存到三个结构体数组中，这样往外显示的时候可以更清楚方便准确，然后就到用for( )语句循环的将结构体内容显示了，语句描述为：for(p=1;p<x;p++){cout<<setw(8)<<"j";cout<<setw(9)<<r[p].code<<setw(16)<<r[p].name<<setw(16)<<r[p].mark<<setw(10)<<r[p]. minq<<setw(10)<<r[p].curq<<endl;体会：在这懂了strcmp( )是比较两个字符串的，不是单纯的字符，对while()循环有了更深刻的理解，明白了文件的内容要经过一个中间环节，才能够显示，这儿的中间环节就是结构体数组。

数据结构课程设计报告

目录第一章课程设计的目的和意义 (1)第二章需求分析 ...................................................................... 错误!未定义书签。

第三章系统设计 (3)3.1 概要设计 (3)3.2详细设计 (5)第四章系统测试 (5)4.1系统运行初始界面 (6)4.2录入航班、客户信息界面 (6)4.3 查看所有航班信息界面 (6)4.4 买票、退票界面 (7)第五章心得体会 (7)第六章参考文献 (8)致谢 (8)附录 (9)源程序： (9)第一章课程设计的目的和意义《数据结构》主要介绍一些最常用的数据结构，阐明各种数据结构内在的逻辑关系，讨论其在计算机中的存储表示，以及在其上进行各种运算时的实现算法，并对算法的效率进行简单的分析和讨论。

数据结构是介于数学、计算机软件和计算机硬件之间的一门计算机专业的核心课程，它是计算机程序设计、数据库、操作系统、编译原理及人工智能等的重要基础，广泛的应用于信息学、系统工程等各种领域。

学习数据结构是为了将实际问题中所涉及的对象在计算机中表示出来并对它们进行处理。

通过课程设计可以提高学生的思维能力，促进学生的综合应用能力和专业素质的提高。

通过此次课程设计主要达到以下目的：一：了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力；二：初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；三：提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；四：训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所应具备的科学的工作方法和作风。

五：锻炼动手操作能力，培养我们的创新思维能力。

从编写代码，到调试程序，再到运行程序，这是设计的最重要环节，它需要我们用逻辑思维将我们所学知识和实际相结合，并在对方案的分析过程中能够有所创新，从而使运行方案更严谨更简洁。

培养好良好的思维，便要将这种思维赋予实践，即动手操作能力。

《数据结构和算法设计》实验报告

《数据结构与算法设计》实验报告——实验二一、实验目的按照四则运算加、减、乘、除、幂（^）和括号的优先关系和惯例，编写计算器程序。

二、实验内容简单计算器。

请按照四则运算加、减、乘、除、幂（^）和括号的优先关系和惯例，编写计算器程序。

要求：①从键盘输入一个完整的表达式，以回车作为表达式输入结束的标志。

②输入表达式中的数值均为大于等于零的整数。

中间的计算过程如果出现小数也只取整。

例如，输入：4+2*5= 输出：14输入：(4+2)*(2-10)= 输出：-48三、程序设计概要设计1、宏定义#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 02、基本函数：（1）void InitStack_char(SqStack *S) //char型栈初始化（2）void InitStack_int(sqStack *S) //int型栈初始化（3）void Push_char(SqStack *S,char ch) //char型元素进栈（4）void Push_int(sqStack *S,int num) //int型元素进栈（5）char GetTop_char(SqStack *S) //取char型栈顶元素（6）int GetTop_int(sqStack *S) //取int型栈顶元素（7）Status In(char c) //判断是否为运算符，若是运算符则返回，否则返回（8）char Precede(char a,char b) //判断两运算符的先后次序（9）Status Pop_char(SqStack *S,char &x) //char型栈出栈（10）Status Pop_int(sqStack *S,int &x) //int型栈出栈（11）int Operate(int a,char theta,int b) //计算a和b运算结果3、流程图详细设计数据类型typedef struct node //构造char型栈{char ch;struct node *next;}node;typedef struct{struct node *base;struct node *top;}SqStack;typedef struct lnode //构造int型栈{int num;struct lnode *next;}lnode;typedef struct{struct lnode *base;struct lnode *top;}sqStack;操作部分void InitStack_char(SqStack *S){S->base = (node *)malloc(sizeof(node));S->base->next=NULL;S->top = S->base;} //char型栈初始化void InitStack_int(sqStack *S){S->base = (lnode *)malloc(sizeof(lnode));S->base->next=NULL;S->top = S->base;} //int型栈初始化void Push_char(SqStack *S,char ch){node *p;p=(node*)malloc(sizeof(node));p->ch=ch;p->next=S->top;S->top=p;} //char型元素进栈Status Push_int(sqStack *S,int num){lnode *p;p=(lnode*)malloc(sizeof(lnode));p->num=num;p->next=S->top;S->top=p;return OK;} //int型元素进栈char GetTop_char(SqStack *S){return (S->top->ch);} //取char型栈顶元素int GetTop_int(sqStack *S){return (S->top->num);} //取int型栈顶元素Status Pop_char(SqStack *S,char &x){if(S->base == S->top)return ERROR;node *p;p=S->top;x=p->ch;S->top=p->next;free(p);return OK;} //char型栈出栈Status Pop_int(sqStack *S,int &x){if(S->base == S->top)return ERROR;lnode *p;p=S->top;x=p->num;S->top=p->next;free(p);return OK;} //int型栈出栈计算功能int Operate(int a,char theta,int b){int i,z = 1;switch(theta){case '+':z = (a + b);break;case '-':z = (a - b);break;case '*':z = (a * b);break;case '/':z = (a / b);break;case '^':for(i = 1;i<=b;i++)z = z*a;break;}return (z);} //计算a和b运算结果Status In(char c){if(c=='+'||c=='-'||c=='*'||c=='/'||c=='('||c==')'||c=='='||c=='^') return OK;elsereturn ERROR;} //判断是否为运算符char Precede(char a,char b){if(a=='+'||a=='-'){if(b=='+'||b=='-'||b==')'||b=='=')return '>';elsereturn '<';}if(a=='*'||a=='/'){if(b=='('||b=='^')return '<';elsereturn '>';}if(a=='('){if(b==')')return '=';elsereturn '<';}if(a==')'){if(b!='(')return '>';}if(a=='#'){if(b=='=')return '=';elsereturn '<';}if(a=='^')return ('>');} //判断两运算符的先后次序主函数int main() //主函数{char c,x,theta;int a,b,c1; //定义变量SqStack OPTR; //定义字符栈sqStack OPNR; //定义整型栈InitStack_char(&OPTR); //初始化InitStack_int(&OPNR); //初始化Push_char(&OPTR,'#'); //将字符型栈底设为#c = getchar(); //从键盘输入得到字符while(c!='='||GetTop_char(&OPTR)!='#') //判定是否执行循环if(!In(c)){c1 = 0;while(!In(c)){c1 = c1*10+c-'0';c = getchar();}Push_int(&OPNR,c1);} //当扫描字符不是运算符时，转化为整型数存入栈中else{switch(Precede(GetTop_char(&OPTR),c)) //判定运算符的优先关系{case '<':Push_char(&OPTR,c);c = getchar();break; //当前运算符优先级高，存入char栈case '=':Pop_char(&OPTR,c);c = getchar();break; //运算符次序相等，存入char栈case '>': //当前运算符优先级低Pop_char(&OPTR,theta);Pop_int(&OPNR,b);Pop_int(&OPNR,a);Push_int(&OPNR, Operate(a,theta,b));//计算运算结果，并存入int栈break; //继续循环}}printf("%d\n",GetTop_int(&OPNR)); //计算完成，取出int栈顶元素，并输出return 0;}四、程序调试分析编写程序的过程中遇到了很多的问题，最突出的两个问题就是整数和两位数的运算处理，一开始修改了主函数部分之后，原来可以执行一位数运算的程序出现了error，由于没有及时保存，并且之前的代码无法恢复，只得重新编写一次。

并行计算简单课程设计

并行计算简单课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并行计算的基本概念，掌握并行计算的主要原理。

2. 学生能掌握并行计算的基本模式，如数据并行、任务并行和管道并行。

3. 学生能了解并行计算在现实生活中的应用，如科学研究、大数据处理等领域。

技能目标：1. 学生能够运用并行计算的基本原理，分析和解决实际问题。

2. 学生能够运用并行编程语言或工具，实现简单的并行计算程序。

3. 学生能够评估并行计算的性能，分析并行计算的优化策略。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对并行计算的兴趣，激发探究计算机科学领域的热情。

2. 学生培养团队协作意识，提高在团队项目中沟通与协作的能力。

3. 学生认识到并行计算在现代社会中的重要作用，增强对科技创新的责任感和使命感。

课程性质：本课程为计算机科学领域的一门选修课程，旨在帮助学生了解并行计算的基本原理和应用。

学生特点：学生为九年级学生，具备一定的计算机科学素养，对新鲜事物充满好奇心，喜欢探索和实践。

教学要求：结合学生的特点，采用理论讲解与实践操作相结合的方式，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。

在教学过程中，关注学生的情感态度，激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质。

通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续学习和发展奠定基础。

二、教学内容1. 并行计算基本概念：介绍并行计算的定义、发展历程和分类。

- 教材章节：第一章引言- 内容列举：并行计算的定义、并行计算的发展、并行计算机的分类。

2. 并行计算原理：讲解并行计算的基本原理，如并发、并行度、负载平衡等。

- 教材章节：第二章并行计算原理- 内容列举：并发的概念、并行度的度量、负载平衡与任务分配。

3. 并行计算模式：介绍数据并行、任务并行和管道并行等并行计算模式。

- 教材章节：第三章并行计算模式- 内容列举：数据并行、任务并行、管道并行、MapReduce模式。

4. 并行编程语言与工具：介绍并行编程语言和工具，如CUDA、OpenMP 等。

并行计算实验报告

并行计算实验报告《并行计算实验报告》摘要：本实验报告旨在介绍并行计算的基本概念和原理，并通过实验结果展示并行计算在提高计算效率和性能方面的优势。

实验采用了不同的并行计算技术和工具，并对比了串行计算和并行计算的性能表现，以验证并行计算在处理大规模数据和复杂计算任务时的优越性。

1. 引言并行计算是一种利用多个处理器或计算节点同时进行计算任务的技术。

它可以显著提高计算效率和性能，特别是在处理大规模数据和复杂计算任务时。

本实验报告将通过一系列实验来展示并行计算的优势和应用场景。

2. 实验设计本次实验采用了多种并行计算技术和工具，包括MPI（Message Passing Interface）、OpenMP和CUDA。

实验分为两个部分：第一部分是对比串行计算和并行计算的性能表现，第二部分是针对特定应用场景的并行计算实验。

3. 实验结果在第一部分实验中，我们对比了串行计算和MPI并行计算的性能表现。

实验结果显示，随着计算规模的增加，MPI并行计算的性能优势逐渐显现，尤其在处理大规模数据时表现更为明显。

而在第二部分实验中，我们针对图像处理任务使用了OpenMP和CUDA进行并行计算，实验结果显示，这两种并行计算技术都能够显著提高图像处理的速度和效率。

4. 结论通过实验结果的对比和分析，我们可以得出结论：并行计算在处理大规模数据和复杂计算任务时具有明显的优势，能够显著提高计算效率和性能。

不同的并行计算技术和工具适用于不同的应用场景，选择合适的并行计算方案可以最大程度地发挥计算资源的潜力。

5. 展望未来，随着计算资源的不断增加和并行计算技术的不断发展，我们相信并行计算将在更多领域得到应用，为我们解决更多复杂的计算问题提供强大的支持和帮助。

综上所述，本实验报告通过实验结果展示了并行计算在提高计算效率和性能方面的优势，为并行计算技术的应用和发展提供了有力的支持和验证。

《数据结构》课程设计报告

《数据结构》课程设计报告《数据结构》课程设计报告如下：一、课程设计分析在学习了数据结构课本理论知识后，为了检验自己所学知识的牢固性巩固大家的理论知识，调动大家的编程兴趣;同时为大家提供一个实践自己，检验自己的平台，以增加大家对将来工作的适应能力;也为了锻炼大家的动手实践能力，遂在学期末进行了本次课程设计。

“数据结构”在计算机科学中是一门综合性的专业基础课。

“数据结构”的研究不仅涉及到计算机硬件的研究范围，而且和计算机软件的研究有着密切的关系，无论是编译程序还是操作系统，都涉及到数据元素在存储器中的分配问题。

在研究信息检索时也必须考虑如何组织数据，以便查找和存取数据元素更为方便。

因此，可以认为“数据结构”是介于数学、计算机硬件和计算机软件三者之间的一门核心课程。

在计算机科学中，“数据结构”不仅是一般程序设计的基础，而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其他系统程序和大型应用程序的重要基础。

我们本着自己的兴趣及挑战自己的态度，也为检验我们理论知识的熟练度，锻炼我们动手实践能力，我们选择了小型图书管理系统的编写。

因为我们生活在大学，图书馆是我们学习的天堂，借书和还书又是必不可少的，一个好的图书管理系统对于我们学生和管理人员都会为大家提供很多便利。

本着挑战和创新的思想，我们进行了此次课程设计程序编写及报告撰写。

二、课程设计基本理论运用所学的数据结构相关内容，设计一个小型图书馆管理系统，我们将运用到的原理有:链表的操作，包括插入，删除等;还有数据的排序;文件的操作等;遍历查找，插入排序等原理。

也运用了c语言的基本图形界面，使用户使用界面更加人性化，更加美观。

数据结构的创建是本课程设计的一个重要内容，我们这里使用的是单链表的数据结构，结合c语言语言特点、实际的图书馆管理系统的基本操作实现了一个简单的图书管理系统的正常运行，实现一些简单的功能。

三、课程算法设计通过对图书管理系统内的图书进行添加和删除操作，实现同学借书和还书的记录工作，通过对图书的查找和按指定方式排序，更有利于同学们挑选自己所需要的图书，借阅借书所需时间。

串行-并行实验报告

实验报告二文题：串行-并行加工实验实验报告年级专业：08 经济学学生姓名：***学号：I ********串行-并行加工实验实验报告摘要心理学中信息从处理的角度看，人脑的语言加工有串行和并行两种加工方式。

此次实验目的是检验在辨别复杂刺激时信息加工是串行方式还是并行方式，根据判断两套卡片上的图形色形是否一致，记下反应时，计算出被试正确判断同与不同的平均反应时，以及比较刺激复杂程度不同时的平均反应时的实验结果。

从而得出被试在复杂刺激时以并行加工为主，随着刺激复杂程度的增加，以串行加工为主。

关键词：反应时串行加工并行加工1. 引言心理学中从信息处理的角度看，人脑的语言加工有串行和并行两种加工方式。

串行加工指操作程序一个接一个先后进行，并行加工指操作程序同时进行。

复杂刺激是指包括几种特征的刺激。

判断两个复杂刺激的异同，是用串行加工还是用并行加工呢？对这个问题曾从两个方面进行研究。

一方面是观察反应时间是否随刺激的复杂程度而变化，如果用串行加工，也就是一个特征一个特征的挨次比较，判断两个刺激异同所需要的时间，就会随刺激复杂程度的增加而延长；如果用平行加工，也就是两个刺激—呈现就对所有特征同时进行比较，判断两个刺激异同所用的时间就不受特征数目的影响。

另一方面是比较判断两个复杂刺激异同的反应时间，要判断两个刺激“相同”，需要对每个特征都加以比较才能判断；要判断二者“不同”，只要找到一个特征不同就可以下判断。

所以，在用串行加工的条件下，只要检查出一个特征不同，即可停止并做出“不同”的判断，结果，判断“不同”比判断“相同”的反应时就要短些。

用并行加工时，做出这两种判断的反应时可能没有多大差别。

本次实验目的是检验在辨别复杂刺激时信息加工是串行方式还是并行方式。

2. 方法2.1 被试：三名安徽大学的学生，年龄为20岁、20岁、21岁，其生理各项指标均正常。

2.2 器材：JGW—B型心理实验台速示器单元，计时计数器单元，手键一个。