并行计算与高性能计算考核试卷

并行计算与高性能计算考核试卷考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________

一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.并行计算的核心思想是（）

A.提高计算速度

B.提高计算精度

C.同时处理多个任务

D.减少计算量

2.以下哪种计算机体系结构不适用于并行计算？（）

A.SMP

B.MPP

C.SISD

D.SIMD

3.高性能计算的主要目的是（）

A.提高计算效率

B.降低能耗

C.提高计算精度

D.提高计算速度

4.以下哪种编程模型不属于并行计算编程模型？（）

A.MPI

B.OpenMP

C.CUDA

D.Java

5.并行计算中，任务分解与任务分配是（）

A.相同的过程

B.互相独立的

C.相互依赖的

D.无关的

6.以下哪个部件不是并行计算机的主要组成部分？（）

A.处理器

B.存储器

C.网络接口卡

D.显卡

7.高性能计算领域中，计算速度的主要指标是（）

A.MIPS

B.MFLOPS

C.GHz

D.MB

8.以下哪种算法不适用于并行计算？（）

A.快速排序

B.深度优先搜索

C.Dijkstra算法

D.并查集

9.并行计算中，负载均衡的目的是（）

A.提高计算速度

B.降低能耗

C.减少通信开销

D.提高计算精度

10.以下哪种并行计算编程模型主要用于GPU编程？（）

A.MPI

B.OpenMP

C.CUDA

D.OpenCL

11.并行计算中，以下哪种通信方式开销最小？（）

A.同步通信

B.异步通信

C.广播通信

D.全局通信

12.以下哪个术语不是高性能计算中的术语？（）

A.性能

B.效能

C.并行度

D.带宽

13.并行计算中，以下哪种同步机制可能会导致死锁？（）

A.互斥锁

B.条件变量

C.信号量

D.读写锁

14.以下哪个选项不属于并行计算中的数据依赖类型？（）

A.数据流依赖

B.控制依赖

C.反依赖

D.外部依赖

15.高性能计算中，以下哪种存储器访问速度最快？（）

A.磁盘存储器

B.SSD

C.DRAM

D.SRAM

16.以下哪种并行计算架构主要用于大规模并行处理？（）

A.SMP

B.MPP

C.DSP

D.GPU

17.并行计算中，以下哪个指标可以衡量程序的性能？（）

A.加速比

B.效率

C.可扩展性

D.所有选项

18.以下哪个选项不是并行计算中的并行模式？（）

A.数据并行

B.任务并行

C.管线并行

D.并发并行

19.高性能计算中，以下哪个领域不是其主要应用领域？（）

A.物理模拟

B.生物信息学

C.数据挖掘

D.机器学习

20.并行计算中，以下哪个概念描述了多个任务同时执行的现象？（）

A.并发

B.并行

C.线程

D.进程

（以下为答题纸区域，请考生在此区域作答，超出此区域作答无效。）

二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.以下哪些是并行计算的优势？（）

A.提高计算速度

B.降低计算成本

C.提高计算精度

D.增强处理复杂问题的能力

2.以下哪些是常见的并行计算机体系结构？（）

A.SMP

B.MIMD

C.SISD

D.MISD

3.高性能计算可以应用于以下哪些领域？（）

A.天气预报

B.金融分析

C.视频渲染

D.社交网络分析

4.以下哪些是并行编程模型？（）

A.MPI

B.OpenMP

C.CUDA

D.HTTP

5.以下哪些是并行计算中的同步机制？（）

A.互斥锁

B.条件变量

C.信号量

D.闩锁

6.以下哪些因素会影响并行计算的性能？（）

A.加速比

B.并行度

C.通信开销

D.负载均衡

7.以下哪些是并行计算中的数据并行模式？（）

A.单指令流多数据流（SIMD）

B.多指令流单数据流（MISD）

C.多指令流多数据流（MIMD）

D.单指令流单数据流（SISD）

8.以下哪些是并行计算机的通信方式？（）

A.点对点通信

B.广播通信

C.全局通信

D.环形通信

9.以下哪些技术可以用于并行计算中的负载均衡？（）

A.动态任务调度

B.静态任务分配

C.工作窃取

D.随机分配

10.以下哪些是并行计算中可能出现的问题？（）

A.竞争条件

B.死锁

C.活锁

D.数据不一致

11.以下哪些是高性能计算中的性能指标？（）

A.LINPACK

B.HPL

C.TFLOPS

D.GHz

12.以下哪些是并行计算中的数据依赖类型？（）

A.数据流依赖

B.控制依赖

C.反依赖

D.输出依赖

13.以下哪些存储器技术在并行计算中被广泛使用？（）

A.DRAM

B.SRAM

C.SSD

D.磁盘存储器

14.以下哪些是并行计算中的并行模式？（）

A.数据并行

B.任务并行

C.管线并行

D.模型并行

15.以下哪些是并行计算中的并发概念？（）

A.多线程

B.多进程

C.协程

D.异步I/O

16.以下哪些技术可以用于减少并行计算中的通信开销？（）

A.通信聚合

B.局部通信

C.非阻塞通信

D.重叠计算与通信

17.以下哪些是并行计算中用于性能评估的指标？（）

A.加速比

B.效率

C.可扩展性

D.性价比

18.以下哪些是并行计算中的任务调度策略？（）

A.静态调度

B.动态调度

C.粒度调度

D.并行调度

19.以下哪些是高性能计算集群的常见配置？（）

A.Beowulf集群

B.SMP集群

C.MPP集群

D.云计算集群

20.以下哪些是并行计算中的硬件加速器？（）

A.GPU

B.FPGA

C.MIC

D.CPU

（以下为答题纸区域，请考生在此区域作答，超出此区域作答无效。）

三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）

1.并行计算中，将一个大的任务分解成多个子任务的过程称为______。

2.在并行计算中，______是指使用多个处理器执行单个任务的不同部分。

3.高性能计算中，______是一种衡量计算机性能的指标，表示每秒能够执行的浮点运算次数。

4.MPI是一种基于______消息传递的并行编程模型。

5.在并行计算中，______是一种常见的并行模式，其中一个任务被分解为多个可以独立执行的部分。

6.并行计算中的______是指程序在增加处理器数量时性能提升的能力。

7.GPU是一种常用的______加速器，它特别适合执行数据并行任务。

8.在并行计算中，______是一种同步机制，用于防止多个进程同时访问共享资源。

9.高性能计算中，______是一种存储器技术，它提供了比DRAM更高的访问速度。

10.并行计算中的______是指同时管理多个计算任务的能力。

四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）

1.并行计算总是能够提供加速比。（）

2.在并行计算中，任务分解得越细，并行度就越高。（）

3.OpenMP是一种基于共享内存的并行编程模型。（）

4.高性能计算只关注计算速度，不关注能耗。（）

5.在并行计算中，负载均衡可以完全消除处理器空闲时间。（）

6.并行计算中的数据依赖会导致并行效率降低。（）

7.FPGA是一种固定功能的硬件加速器。（）

8.在并行计算中，通信开销随着处理器数量的增加而减少。（）

9.高性能计算集群中的每个节点都必须具有相同的硬件配置。（）

10.并行计算中的并发和并行是相同的概念。（）

五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）

1.请简述并行计算的基本原理，并列举至少三种常见的并行计算架构。

2.高性能计算中的“性能”与“效能”有什么区别？请分别解释这两个概念。

3.请解释并行计算中的“数据并行”和“任务并行”两种并行模式的区别，并给出各自适用的场景。

4.在进行并行计算程序设计时，如何处理数据依赖问题？请列举至少两种处理策略，并简要说明其原理。

标准答案

一、单项选择题

1.C

2.C

3.D

4.D

5.C

6.D

7.B

8.D

9.C

10.C

11.C

12.D

13.A

14.D

15.D

16.B

17.A

18.D

19.D

20.B

二、多选题

1.ABD

2.AB

3.ABCD

4.ABC

5.ABC

6.ABCD

7.A

8.ABCD

9.ABC

10.ABCD

11.ABC

12.ABCD

13.ABC

14.ABCD

15.ABC

16.ABCD

17.ABC

18.ABC

19.ABCD

20.ABCD

三、填空题

1.任务分解

2.数据并行

3.MFLOPS

4.点对点

5.数据并行

6.可扩展性

7.图形处理单元

8.互斥锁

9.SRAM

10.并发

四、判断题

1.×

2.×

3.√

4.×

5.×

6.√

7.×

8.×

9.×

10.×

五、主观题（参考）

1.并行计算基本原理是同时使用多个处理器处理多个任务，以提高计算速度和效率。常见的并行计算架构有SMP（对称多处理）、MPP（大规模并行处