并行处理技术习题2012.docx

Ch1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）。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。CISCRISC指令系统规模（Instruction Set Size）指令格式(Instruction Format)寻址方式(Addressing Model)每条指令周期数(Cycles per Instruction)时钟速率（Clock Rate）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。Ch4：1、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：带环立方体(CCC)二叉树(Binary Tree)二维网格（Mesh）网络规模(结点数)N链路数结点度网络直径等分带宽或＋1是否对称Yes2、请画出用2×2开关(switch)和均匀洗牌拓扑连接(Perfect Shuffle)的8×8 Omega (?) 网络。Ch5Ch6：1、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？Shared RAIDNNCh7:1、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：inti, j, my_rank, group_size, A[3], B[3], tag=1, root=0;MPI_Commcomm;MPI_Init(argc, argv);Comm = MPI_COMM_WORLD;MPI_Comm_rank(comm, my_rank);MPI_Comm_size(comm, group_size);for (i=0; i3; 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？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);MPI_Scatter(A,1,MPI_INT,B,1,MPI_INT,root,comm);A[2]B[1]1)2)3)4)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。