(完整word版)并行计算期末试题-理工(word文档良心出品)

1、并行计算期末试题适用专业：理工类考试说明：1、将试卷答案以学号命名为 word文件，如115042101.doc,上传到03/upload。2、第一、二大题，直接将答案写在题后；第三、四题要求将程序补充、编写完 整并将运行结果截图插在题目后面。一、简述题（每小题4分，共20分）。的功能。1、简述 openmp编译制导指令 master,single,critical,atomic1 .master制导语句指定代码段只能被主线程执行2 . single编译制导语句指定内部代码只能由线程组中的一个线程执行。线程 组中没有执行single语句的线程会一直等待代码块的

2、结束，使用nowait子句除外。3 .critical制导语句表明域中的代码一次只能由一个线程执行，其他线程被阻塞在临界区4 .atomic制导语句指定特定的存储单元将被原子更新 2、简述openmp译制导子句shared,private 的功能？简述openmp译制导指 令 threadprivate 的功能。1.private 子句表示它列出的变量对于每个线程是局部的。2.shared子句表示它所列出的变量被线程组中所有的线程共享，所有线程都 能对它进行读写访问。3.threadprivate语句使一个全局文件作用域的变量在并行域内变成每个线程私有，每个线程对该变量复制一份私有拷贝并在多个

3、并行域中保持。3、简述 openmp函数 omp_set_num_threads, omp_get_num_threads,OMP NUM THREADSgomp_get_thread_num 的功能； 环境变量omp_set_num_threadsomp_get_num_threads omp_get_thread_numOMP_NUM_THRE ADSC执行中最大的线程数4、简述MPI点对点通信与MPI集合通信的区别。1）在通信子中的所有进程都必须调用相同的集合通信函数。2）每个进程传递给MPI 集合通信函数的参数必须是“相容的”。3） 参数output_data_p 只用在 dest_p

4、rocess 上。 然而， 所有进程仍需要传递一个与output_data_p 相对应的实际参数，即使它的值只是NULL。4）点对点通信函数是通过标签和通信子来匹配的。集合通信函数不 使用标签，只通过通信子和调用的顺序来进行匹配。5、简述并行计算机的三种内存架构。答： 1. 共享内存 2. 分布式内存3. 混合型分布式共享内存二、与并行计算相关的名词术语翻译（英译汉，每小题 1 分，共 20 分） 。1、 Task 任务2、 Parallel Task 并行任务3、 Serial Execution 串行执行4、 Parallel Execution 并行执行5、 Pipelining 流水线

5、技术6、 Shared Memory共享内存7、 Symmetric Multi-Processor （SMP） 对称多处理器8、 Distributed Memory 分布式存储9、 Communications 通信10、 Synchronization 同步11、 Granularity 粒度12、 Observed Speedup 测量加速比13、 Parallel Overhead 并行开销14、 Massively Parallel 大规模并行15、 Embarrassingly Parallel 易并行计算16、 Scalability 可扩展性17、 Multi-core Pr

6、ocessors 多核处理器18、 Cluster Computing 集群计算19、 Supercomputing / High Performance Computing 高性能计算20、 Cloud computing 云计算三、补充程序（每小题 10 分，共 30 分）1、下列OpenM严序要求运行时获取每个线程的id号并输出，主线程获取总的 线程数并输出。请补充适当的 OpenM隔译制导指令和函数调用，要求运行时启 动 4 个线程。#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严序完成对数组a和b相应元素分别求和、求积的任务，请用 OpenMPE务(功能)划分的编译制导指令进行并行化。#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程序运行时要求启动4个进程，每个进程要求获取自己的进程号、 进程运行所在的机器名称、启动的进程个数并输出。请补充适当的MPI函数#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、并行程序设计(第1题10分，第2题20分，

12、共30分)1、编程求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、请分别用OpenM的MPI并行编程的方法求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