并行处理技术习题2012

1、针对PVP，SMP，MPP，DSM，COW五种并行结构，指出每一种结构的2

个独特特性（独特特性指在任何其它模型中没有）。

2、写出三个可扩展定律的加速比：固定工作负载加速比、固定时间加速比和受

限于存储器加速比。

Ch2：

1、比较超标量处理器和超流水线处理器。

2、就指令系统规模、指令格式、寻址方式以及每条指令周期数5个方面，比较RISC和CISC 处理器的指令系统。

Ch3：

1、比较WI，WU，WT，WB。

2、从存储器结构的角度列出MIMD的详细分类。

1、对于n维带环立方体(CCC，Cube-Connected Cycles)、具有N个结点的完全二叉树(Binary Tree)网络和具有N个结点的二维网格（2D Mesh），填写下列空格：

2、请画出用2×2开关(switch)和均匀洗牌拓扑连接(Perfect Shuffle)的8×8 Omega (Ω) 网络。

Ch5&Ch6：

1、专用机群和非专用机群比较。

2、如图为一个共享磁盘的双结点机群，假定只有结点会发生故障，且每个结点的可用性为99%。系统中其他部分（如：互连结构和共享的RAID磁盘）为100%可用。另外假定当一个结点发生故障时，将它的工作负载转移到其他结点上所用的时间为0。

a.如果忽略预期关机时间，机群的可用性为多少？

b.如果机群每月要用1小时维护，其可用性是多少？

Ch7:

1、比较SIMD，MIMD，SPMD，MPMD四种执行方式。

2、在以下的代码中，进程P向进程Q发送包含在变量M中的一个消息，Q将此消息接收到它的变量S中：

进程P 进程Q

M = 10; S = -100;

Send M to Q; Receive S from P;

M = 20; X = S + 1;

Output（X）；

试分别在同步、锁定和非锁定方式下，分析可能的结果（X的可能值）。

Ch8：

1、用MPI 编写计算π值的SPMD 程序。

注：

2、观察由三个进程执行的一个MPI 程序，开始时它们全都执行下列代码： int i, j, my_rank, group_size, A[3], B[3], tag=1, root=0; MPI_Comm comm; MPI_Init(&argc, &argv);

Comm = MPI_COMM_WORLD;

MPI_Comm_rank(comm, &my_rank); MPI_Comm_size(comm, &group_size); for (i=0; i<3; i++)

{ A[i]=B[i]=my_rank*group_size+i;}

则在执行以下的每一段代码后，第2个进程中的A[2]和B[1]分别是多少？ 1) if (my_rank==0) {

MPI_Bcast(A,3,MPI_INT,root,comm); MPI_Send(B,3,MPI_INT,2,tag,comm); } else if (my_rank == 1) MPI_Bcast(A,3,MPI_INT,root,comm); else { MPI_Recv(B,3,MPI_INT,0,tag,comm); MPI_Bcast(A,3,MPI_INT,root,comm); };

2) MPI_Bcast(A,3,MPI_INT,root,comm);

3）MPI_Scan(A,B,1,MPI_INT,MPI_SUM,comm);

N

N

i dx x N

i 1

*

))

5.0(14(

1402

1

2∑

⎰

<≤++≈+=π

3、扫描(Scan)是对归约(Reduction)的通用化。假设有n个进程，进程P(i)含有一个记作a[i]

的值，i=0,1,…,n-1。在扫描之后，进程P(i)将得到结果a[i]＋…+a[n-1]。

1）给出一个短单代码程序以计算此扫描。扫描操作用logn个超步实现；

2）画出一张图，说明你的程序当n=8时，如何计算此扫描。请沿用如下例图(归约操作)的风格。