名词解释
请给出下列缩写的全称,并加以解释。
MPP、PCAM、APRAM
请简要解释下列术语的含义。
共享变量模型、NUMA、加速比、logP
问答题
现在市场上常见的双CPU的计算机采用的是什么结构?简述该结构的特性。
何谓高速缓存一致性问题?请简述一致性维护的基本策略。
请简述并举例说明Amdahl定律。
请问如何将一个MPMD程序改写为SPMD程序?
综合题
阅读以下题为“占据半壁江山 IBM继续统治超级计算机排行榜”大众新闻报道,回答问题。
根据超级计算机500强组织最近发布的调查报告,IBM继续在超级计算机领域处于绝对的统治地位。此调查每半年进行一次,这是自1993年以来的第26次调查。
目前,世界上500台最强悍的超级计算机中有219台属于IBM,其中前三名更是全部出自IBM之手。位列第二的HP拥有169台。位列榜首的依旧是大名鼎鼎的蓝色基因——Blue Gene/L,运算速度为每秒280.6万亿次浮点运算。这一速度不久前刚刚刷新了世界记录。这台超级计算机是为美国国家核安全局打造的,主要用于模拟核试验。紧随其后的也是蓝色基因,不过是IBM自己的Watson Blue Gene(WBG)系统,运算速度为每秒91.29万亿次浮点运算。第三名是位于劳伦斯-利沃莫尔国家实验室的ASC Purple,运算速度为每秒63.39万亿次浮点运算。IBM这219台超级计算机的总运算速度为每秒1.214千万亿次浮点运算,占500强总运算能力的53%,远远甩开了竞争对手。这是第一次一家公司的总速度突破千万亿次大关。
IBM将自己成功的原因归结于富有弹性的操作平台和强大的Power处理器等因素,其中蓝色基因使用的就是Power处理器。
(1)请问文中提到的“排行榜”是按照什么方法对高性能计算机进行排序的?这种方法具有什么样的优点和不足?
(2)结合文中提到的高性能计算的应用,谈谈为什么中国需要自行研制高性能计算机,并请举出两种国产系列高性能计算机品牌。
(3)结合课程所学知识,请对文中 “IBM将自己成功的原因归结于富有弹性的操作平台和强大的Power处理器等因素”进行分析评论。
2.假定和已加载到如下所示的处理器阵列上,试用图表示Cannon矩阵乘法的具体过程。
3.MIMD机器上PSRS排序算法描述如下:
输入:长度为n的无序序列,p台处理器,每台处理器有个元素
输出:长度为n的有序序列
Begin
均匀划分:n个元素均匀地划分成p段,每台处理器有n/p个元素。
局部排序:各个处理器利用串行排序算法,排序n/p个数。
选择样本:每台处理器各从自己的有序段中选取p个样本元素。
样本排序:用一台处理器将所有p2个样本元素用串行排序算法排序之。
选择主元:用一台处理器选取p-1个主元,并将其播送给其余处理器。
主元划分:各处理器按主元将各自的有序段划分成p段。
全局交换:各处理器将其辖段按段号交换到相应的处理器。
归并排序:处理器使用归并排序将所接收的诸段施行排序。
End
① 试证明:当时,上述算法的时间复杂度为。
② 令表示中第j段中的元素数,试证明上述算法在执行过程中,处理器中所积累的元素数目不会超过,即。
4.PRAM上对数划分算法描述如下:
输入:两非降有序序列,,假定和均为整数
输出:将A和B划分成对段组,使得,,且对于所有,和中的每一个i元素均大于和中的每一个元素
Begin
;
for to par-do
(2.1)求
(2.2)
end for
for to par-do
(3.1)
(3.2)
end for
End
① 试分析上述算法的时间复杂度。
② 令
。
按上述算法,将其进行对数划分,并最终将它们归并。