Параллельные и распределенные вычисления

Упражнение 1:

Номер 1

            Чем характеризуется многопроцессность (concurrency) в контексте параллельных вычислений?

Ответ:

(1) обеспечение минимального времени выполнения одной программы

(2) первичность пропускной способности

(3) не требуется обеспечение максимальной изоляции процессов друг от друга

(4) обеспечение как можно более равномерного распределения ресурсов между процессами

Номер 2

            В каких ситуациях может быть реализован истинный параллелизм вычислений?

Ответ:

(1) вычисления производятся на ЭВМ с одноядерным процессором в многозадачной ОС

(2) вычисления производятся на ЭВМ с одноядерным процессором в однозадачной ОС

(3) вычисления производятся на многопроцессорном устройстве

(4) для вычислений применяется процессор, поддерживающий физическую векторизацию

Номер 3

            Какой из режимов вычислений поддерживает классический последовательный компьютер фон Неймана?

Ответ:

(1) обработка нескольких инструкций и одиночного элемента данных в каждый момент времени

(2) обработка одиночной инструкции и нескольких потоков данных в каждый момент времени

(3) обработка одиночной инструкции и одиночного элемента данных в каждый момент времени

(4) обработка нескольких инструкций и нескольких потоков данных в каждый момент времени

Упражнение 2:

Номер 1

            Симметричный мультипроцессор характеризуется

Ответ:

(1) однородным доступом к памяти всех процессорных устройств

(2) доступом каждого процессорного устройства к отдельной части физически распределенной памяти

(3) неоднородным доступом к памяти всех процессорных устройств

(4) однородным доступом части процессорных устройств к части общей памяти

Номер 2

            Какие факторы препятствуют получению результата с ожидаемой точностью при распараллеливании арифметических расчетов?

Ответ:

(1) машинная операция сложения чисел не обладает свойством коммутативности (порядок сложения двух чисел важен)

(2) распараллеленные алгоритмы реализуются на одноядерном процессоре

(3) машинная операция умножения чисел не обладает свойством ассоциативности (важен порядок перемножения трёх чисел)

(4) машинная операция умножения чисел обладает свойством коммутативности (порядок перемножения двух чисел не важен)

Номер 3

            Какие из предложенных стратегий распараллеливания алгоритма нахождения среднего арифметического последовательности из 1000 чисел корректны?

Ответ:

(1) последовательность разбивается на 4 части, элементы в каждой части суммируются и делятся на 1000 на отдельном процессорном устройстве, полученные значения складываются на одном процессорном устройстве и делятся на 4

(2) последовательность разбивается на 4 равные части, элементы в каждой части суммируются, полученные значения складываются и делятся на 1000 на одном процессорном устройстве

(3) последовательность разбивается на 4 равные части, элементы в каждой части суммируются и делятся на 1000 на отдельном процессорном устройстве, полученные значения складываются на одном процессорном устройстве

(4) последовательность разбивается на 4 равные части, находится среднее арифметическое каждой части на отдельном процессорном устройстве, полученные значения складываются на одном процессорном устройстве и делятся на 1000

Упражнение 3:

Номер 1

            Выберите условия реализуемости расписания параллельного алгоритма.

Ответ:

(1) на каждой вычислительной единице все операции выполняются одна за другой

(2) количество операций, выполняющихся на каждом вычислительном устройстве, постоянно

(3) вычислительные устройства, выполняющие разные операции, не могут обмениваться информацией между собой

(4) каждая операция выполняется не более чем на одном вычислительном устройстве

Номер 2

            Что называется длиной критического пути в графе, представляющем некоторый параллельный алгоритм?

Ответ:

(1) длина максимального пути в графе

(2) максимальная длина пути в графе, состоящего из однотипных операций

(3) средняя высота графа алгоритма

(4) диаметр графа алгоритма, определяющий минимально теоретически-возможное время выполнение алгоритма

Номер 3

            Чем характеризуется ускорение параллельного алгоритма?

Ответ:

(1) минимальное время выполнения последовательного алгоритма

(2) отношение количества процессоров к количеству потоков исполнения

(3) минимальное время выполнения параллельного алгоритма

(4) размер входных данных

Упражнение 4:

Номер 1

            Что такое эффективность параллельного алгоритма?

Ответ:

(1) отношение ускорения алгоритма к количеству процессоров

(2) произведение минимального времени выполнения параллельного алгоритма и количества процессоров

(3) отношение размера входных данных к размеру выходных данных

(4) суммарное время, затрачиваемое всеми процессорами на выполнение алгоритма

Номер 2

            Выберите верные утверждения.

Ответ:

(1) ускорение программы с помощью параллельных вычислений зависит только от количества вычислительных узлов

(2) суммарное время выполнения параллельной задачи не меньше времени выполнения самого длинного последовательного фрагмента

(3) в реальных задачах добавление новых процессоров может увеличивать время расчета

(4) в реальных задачах ускорения программы с помощью параллельных вычислений нельзя добиться добавлением вычислительных узлов

Номер 3

            Какие части программы являются последовательными?

Ответ:

(1) чтение входных данных с жесткого диска

(2) запись выходных данных на несколько жестких дисков

(3) синхронизация в параллельной программе

(4) критическая секция в параллельной программе

Упражнение 5:

Номер 1

            Найдите согласно закону Густавсона ускорение масштабирования некоторой параллельной программы, если известно, что время последовательной части программы равно  мс, время части программы, которая может быть распаралелена, равно  мс, количество процессоров равно . Ответ округлите до десятых.

Ответ:

1,1

Номер 2

            Найдите согласно закону Густавсона ускорение масштабирования некоторой параллельной программы, если известно, что время последовательной части программы равно  мс, время части программы, которая может быть распаралелена, равно  мс, количество процессоров равно . Ответ округлите до десятых.

Ответ:

1,3

Номер 3

            Найдите согласно закону Густавсона ускорение масштабирования некоторой параллельной программы, если известно, что время последовательной части программы равно  мс, время части программы, которая может быть распаралелена, равно  мс, количество процессоров равно . Ответ округлите до десятых.

Ответ:

1,1

Упражнение 6:

Номер 1

            Что представляет собой task parallelism?

Ответ:

(1) комбинация исходных вычислений в более крупную комплексную задачу

(2) декомпозиция рекурсивной процедурой исходной задачи на несколько более мелких

(3) декомпозиция линейной процедурой исходной задачи на несколько более мелких

(4) слияние однотипных задач в более крупную с помощью рекурсивной процедуры

Номер 2

            Что представляет собой декомпозиция задачи с помощью парадигмы "разделяй и властвуй"?

Ответ:

(1) рекурсивное разбиение задачи на более мелкие того же типа, вплоть до элементарных

(2) разбиение задачи с помощью линейной процедуры

(3) слияние однотипных задач в более крупную с помощью рекурсивной процедуры

(4) бесконечное рекурсивное разбиение задачи на более мелкие того же типа

Номер 3

            Какой тип вычислительных задач называется embarrassingly parallel?

Ответ:

(1) задачи, к которым не применима парадигма "разделяй и властвуй"

(2) задачи с большим количеством внутренних связей

(3) любые задачи, вычисление которых может быть реализовано с помощью параллельного алгоритма

(4) задачи с большим количеством вычислительных подзадач, не имеющих зависимостей между собой

Упражнение 7:

Номер 1

            В каких случаях для вычислений применяется конвейерная обработка?

Ответ:

(1) данные поступают непрерывным односторонним регулярным потоком

(2) данные поступают в виде нестабильного двустороннего потока

(3) над каждым элементом из набора данных необходимо произвести обработку в несколько стадий

(4) данные принимаются однажды и требуют индивидуального подхода к обработке и анализу

Номер 2

            В каких случаях для вычислений применяется координация на основе событий?

Ответ:

(1) данные поступают в виде регулярного одностороннего потока

(2) применяемая структура данных характеризуется непредсказуемостью взаимодействия между своими составными частями

(3) над каждым элементом из набора данных необходимо произвести обработку в несколько стадий

(4) применяется двусторонний поток данных

Номер 3

            Выберите методы решения с локальными взаимодействиями между подзадачами.

Ответ:

(1) метод Гаусса-Зейделя

(2) метод Red-Black

(3) редукция методом "разделяй и властвуй"

(4) метод хаотической релаксации

Упражнение 8:

Номер 1

            Что означает тот факт, что соотношение между временами вычислений и синхронизации приближается к единице в некоторой вычислительной системе?

Ответ:

(1) вычисления в этой системе недостаточно эффективны

(2) требуется увеличение подзадач

(3) требуется дополнительное разделение подзадач на более мелкие

(4) вычисления производятся в оптимальной форме и не требуют дополнительных преобразований

Номер 2

            В каких случаях для вычислений применяется динамическое планирование с балансировкой нагрузки?

Ответ:

(1) число подзадач намного больше числа процессоров

(2) количество процесоров в вычислительной системе меняется во времени

(3) подзадачи сильно различаются по размерам

(4) требуется равномерная загрузка процессоров, но вычислительная система содержит разнородные процессоры

Номер 3

            В каких случаях для вычислений применяется статическое планирование с балансировкой нагрузки?

Ответ:

(1) число подзадач намного больше числа процессоров

(2) количество процесоров в вычислительной системе меняется во времени

(3) между подзадачами возникают неструктурированные взаимодействия

(4) требуется равномерная загрузка процессоров, но вычислительная система содержит разнородные процессоры

Параллельные и распределенные вычисления - тест 3