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并行计算-习题及答案-第12章 并行程序设计基础

第十二章 并行程序设计基础

习题例题:

1、假定有n 个进程P(0),P(1),…,P(n -1),数组元素][i a 开始时被分配给进程P(i )。试写出求归约和]1[]1[]0[-+++n a a a 的代码段,并以8=n 示例之。

2、假定某公司在银行中有三个账户X 、Y 和Z ,它们可以由公司的任何雇员随意访问。雇员们对银行的存、取和转帐等事务处理的代码段可描述如下:

/*从账户X 支取¥100元*/

atomic {

if (balance[X] > 100) balance[X] = balance[X]-100; }

/*从账户Y 存入¥100元*/

atomic {balance[Y] = balance[Y]-100;}

/*从账户X 中转¥100元到帐号Z*/

atomic {

if (balance[X] > 100){

balance[X] = balance[X]-100;

balance[Z] = balance[Z]+100;

} }

其中,atomic {}为子原子操作。试解释为什么雇员们在任何时候(同时)支、取、转帐时,这些事务操作总是安全有效的。

3、考虑如下使用lock 和unlock 的并行代码:

parfor (i = 0;i < n ;i++){

noncritical section

lock(S);

critical section

unlock(S);

}

假定非临界区操作取T ncs时间,临界区操作取T cs时间,加锁取t lock时间,而去锁时间可忽略。则相应的串行程序需n( T ncs + T cs )时间。试问:

①总的并行执行时间是多少?

②使用n个处理器时加速多大?

③你能忽略开销吗?

4、计算两整数数组之内积的串行代码如下:

Sum = 0;

for(i = 0;i < N;i++)

Sum = Sum + A[i]*B[i];

试用①相并行;②分治并行;③流水线并行;④主-从行并行;⑤工作池并行等五种并行编程风范,写出如上计算内积的并行代码段。

5、图12.15示出了点到点和各种集合通信操作。试根据该图解式点倒点、播送、散步、收集、全交换、移位、归约与前缀和等通信操作的含义。

并行计算-习题及答案-第12章 并行程序设计基础

图12.15点到点和集合通信操作