(完整word版)并行計(jì)算期末試題-理工(word文檔良心出品)

1、并行計(jì)算期末試題適用專業(yè)：理工類考試說(shuō)明：1、將試卷答案以學(xué)號(hào)命名為 word文件，如115042101.doc,上傳到03/upload。2、第一、二大題，直接將答案寫(xiě)在題后；第三、四題要求將程序補(bǔ)充、編寫(xiě)完 整并將運(yùn)行結(jié)果截圖插在題目后面。一、簡(jiǎn)述題（每小題4分，共20分）。的功能。1、簡(jiǎn)述 openmp編譯制導(dǎo)指令 master,single,critical,atomic1 .master制導(dǎo)語(yǔ)句指定代碼段只能被主線程執(zhí)行2 . single編譯制導(dǎo)語(yǔ)句指定內(nèi)部代碼只能由線程組中的一個(gè)線程執(zhí)行。線程 組中沒(méi)有執(zhí)行single語(yǔ)句的線程會(huì)一直等待代碼塊的

2、結(jié)束，使用nowait子句除外。3 .critical制導(dǎo)語(yǔ)句表明域中的代碼一次只能由一個(gè)線程執(zhí)行，其他線程被阻塞在臨界區(qū)4 .atomic制導(dǎo)語(yǔ)句指定特定的存儲(chǔ)單元將被原子更新 2、簡(jiǎn)述openmp譯制導(dǎo)子句shared,private 的功能？簡(jiǎn)述openmp譯制導(dǎo)指 令 threadprivate 的功能。1.private 子句表示它列出的變量對(duì)于每個(gè)線程是局部的。2.shared子句表示它所列出的變量被線程組中所有的線程共享，所有線程都 能對(duì)它進(jìn)行讀寫(xiě)訪問(wèn)。3.threadprivate語(yǔ)句使一個(gè)全局文件作用域的變量在并行域內(nèi)變成每個(gè)線程私有，每個(gè)線程對(duì)該變量復(fù)制一份私有拷貝并在多個(gè)

3、并行域中保持。3、簡(jiǎn)述 openmp函數(shù) omp_set_num_threads, omp_get_num_threads,OMP NUM THREADSgomp_get_thread_num 的功能； 環(huán)境變量omp_set_num_threadsomp_get_num_threads omp_get_thread_numOMP_NUM_THRE ADSC執(zhí)行中最大的線程數(shù)4、簡(jiǎn)述MPI點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信與MPI集合通信的區(qū)別。1）在通信子中的所有進(jìn)程都必須調(diào)用相同的集合通信函數(shù)。2）每個(gè)進(jìn)程傳遞給MPI 集合通信函數(shù)的參數(shù)必須是“相容的”。3） 參數(shù)output_data_p 只用在 dest_p

4、rocess 上。 然而， 所有進(jìn)程仍需要傳遞一個(gè)與output_data_p 相對(duì)應(yīng)的實(shí)際參數(shù)，即使它的值只是NULL。4）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信函數(shù)是通過(guò)標(biāo)簽和通信子來(lái)匹配的。集合通信函數(shù)不 使用標(biāo)簽，只通過(guò)通信子和調(diào)用的順序來(lái)進(jìn)行匹配。5、簡(jiǎn)述并行計(jì)算機(jī)的三種內(nèi)存架構(gòu)。答： 1. 共享內(nèi)存 2. 分布式內(nèi)存3. 混合型分布式共享內(nèi)存二、與并行計(jì)算相關(guān)的名詞術(shù)語(yǔ)翻譯（英譯漢，每小題 1 分，共 20 分） 。1、 Task 任務(wù)2、 Parallel Task 并行任務(wù)3、 Serial Execution 串行執(zhí)行4、 Parallel Execution 并行執(zhí)行5、 Pipelining 流水線

5、技術(shù)6、 Shared Memory共享內(nèi)存7、 Symmetric Multi-Processor （SMP） 對(duì)稱多處理器8、 Distributed Memory 分布式存儲(chǔ)9、 Communications 通信10、 Synchronization 同步11、 Granularity 粒度12、 Observed Speedup 測(cè)量加速比13、 Parallel Overhead 并行開(kāi)銷14、 Massively Parallel 大規(guī)模并行15、 Embarrassingly Parallel 易并行計(jì)算16、 Scalability 可擴(kuò)展性17、 Multi-core Pr

6、ocessors 多核處理器18、 Cluster Computing 集群計(jì)算19、 Supercomputing / High Performance Computing 高性能計(jì)算20、 Cloud computing 云計(jì)算三、補(bǔ)充程序（每小題 10 分，共 30 分）1、下列OpenM嚴(yán)序要求運(yùn)行時(shí)獲取每個(gè)線程的id號(hào)并輸出，主線程獲取總的 線程數(shù)并輸出。請(qǐng)補(bǔ)充適當(dāng)?shù)?OpenM隔譯制導(dǎo)指令和函數(shù)調(diào)用，要求運(yùn)行時(shí)啟 動(dòng) 4 個(gè)線程。#include <stdio.h>#include <omp.h>int main (int argc,char *argv口)

7、int nthreads, tid;/* Fork a team of threads with each thread having a private tid variable*/#pragma omp parallel private(tid)/* Obtain and print thread id */tid = omp_get_thread_num();printf("Hello World from thread = %dn", tid);/* Only master thread does this */if (tid = 0)nthreads = omp_

8、get_num_threads();printf("Number of threads = %dn", nthreads); /* All threads join master thread and terminate */2、下列OpenM嚴(yán)序完成對(duì)數(shù)組a和b相應(yīng)元素分別求和、求積的任務(wù)，請(qǐng)用 OpenMPE務(wù)(功能)劃分的編譯制導(dǎo)指令進(jìn)行并行化。#include <omp.h>#define N 1000int main (int argc,char *argv口)int i;float aN, bN, cN, dN;/* Some initializat

9、ions */for (i=0; i < N; i+) ai = i * 1.5;bi = i + 22.35;#pragma omp parallel shared(a,b,c,d) private(i)#pragma omp sections nowait#pragma omp sectionfor (i=0; i < N; i+)ci = ai + bi;#pragma omp sectionfor (i=0; i < N; i+)di = ai * bi; /* end of sections */ /* end of parallel section */3、下列M

10、PI程序運(yùn)行時(shí)要求啟動(dòng)4個(gè)進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程要求獲取自己的進(jìn)程號(hào)、 進(jìn)程運(yùn)行所在的機(jī)器名稱、啟動(dòng)的進(jìn)程個(gè)數(shù)并輸出。請(qǐng)補(bǔ)充適當(dāng)?shù)腗PI函數(shù)#include "mpi.h"#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define MASTER0int main (int argc, char *argv口)int numtasks, taskid, len;char hostnameMPI_MAX_PROCESSOR_NAME;MPI_Init(&argc, &argv);MPI_Comm_size(MPI_C

11、OMM_WORLD, &numtasks);MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&taskid);MPI_Get_processor_name(hostname, &len);printf ("Hello from task %d on %s!n", taskid, hostname);if (taskid = MASTER)printf("MASTER: Number of MPI tasks is: %dn",numtasks);MPI_Finalize();四、并行程序設(shè)計(jì)(第1題10分，第2題20分，

12、共30分)1、編程求Sum=1+2+ No (要求使用openmp2、#include <stdio.h>#include "mpi.h"#define N 1000int main(int argc,char *argv口)int sum,i,total;int numprocs, myid;MPI_Init(&argc, &argv);MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &myid);MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &numprocs);for(i=myid+1;i<=

13、N;i+=numprocs)sum+=i;MPI_Reduce(&sum,&total,1,MPI_INT,MPI_SUM,0,MPI_COMM_WORLD);if(myid=0)printf("sum=%dn",total);MPI_Finalize(); return 0;2、請(qǐng)分別用OpenM的MPI并行編程的方法求PI的近似值。H 11兀dx = arctan(x)= arctan(1) - arctan(D) - arctan(1) =一J。1 + x -fJ4#include <stdio.h>#include <omp.h>static long num_steps = 100000;double step;#define NUM_THREADS 2int main () int i;double x, pi, sumNUM_THREADS;step = 1.0/(double) num_steps;omp_set_num_threads(NUM_THREADS); /#pragma omp paralle