并行计算题目答案汇总.doc

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1、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

2、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

3、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3.3）；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

4、带宽。b.并行系统的加速比，是指对于一个给定的应用，并行算法的执行速度相对于串行算法的执行速度另快了多少倍。c.加速比并不能完全确定系统的性能；因为评价并行计算性能的指标，除了加速比外，并行计算的可扩放性也是主要性能指标之一即并行系统性能随处理器数的增加而按比例提高的能力。（个人理解的，大家参考第三章吧~）第4题节点度的定义？它在并行计算中的作用。（第9页）作用：百度也没找到答案。定义：射入或射出一个节点的边数称为节点度。在单向网络中，入射和出射边之各称为节点度。第5题等效率函数的定义、作用及应用。（P89）参考答案：为了维持一定的效率E（介于0与1之间），当处理器

5、数p增大时，需要相应地增大问题规模W的值。由此定义函数为问题规模W随处理器数P变化的函数，称此函数为等效率函数。等效率函数是等效率度量标准，而等效率度量是并行计算可扩放性评测的依据之一。应用举例：按照等效率函数的定义，对于某一并行算法（或并行程序），为了维护运行效率保持不变，随着处理器数目的增加，若只需增加较小的工作量（即问题规模），比如说W随p呈线性或亚线性增长，则表示该算法具有良好的可扩放性；若需要增加非常大的问题规模，比如说W随p呈指数级增长，则表示该算法是不可扩放的。第6题6.1等速度函数的定义，作用及应用？答：该题的答案在课本P90-P91面。可以自行参考

6、课本复习。6.2表面-容积效应的定义及应用？答：该题答案在课本P168面（2，3，4段）。同学们可以参考复习。第7题页数：P164全局通信：是指有很多任务参与交换数据的一种通信模式，全局通信中，每个任务与很多别的任务通信。局部通信：局部通信时，每个任务只与较少的几个近邻通信。结构化通信：结构化通信值，一个任务和其近邻形成规整结构（如树、网格等）。非结构化通信：非结构化通信中，通信网则可能是任意图。第8题表面—容积效应的定义、应用？（P168）答：定义是一个任务的通信需求比例于它所操作的子域的表面积，而计算需求却比例于子域的容积。其应用是：表面—容积效应启发我们，在其

7、他条件等同的情况下，高维分解一般更有效，因为相对于一个给定的容积（计算）它减少的表面积（通信），因此从效率的角度，增加力度的最好办法是在所有的维组合任务。第9题mpi编程模型中的基本通信概述MPI(MessagePassingInterface)定义：MPI是94年5月发布的一种消息传递接口。它实际上是一个消息传递函数库的标志说明，吸取了众多消息传递系统的优点，是目前国际上最流行的并行编程环境之一。具有的优点：具有可移植性和易用性，有完备的异步通信功能；有正式和详细的精确定义。何为通信体：在基于MPI编程模型中，计算是由一个或多个彼此调用库函数进行消息收、发通信