Параллельное программирование с OpenMP

Упражнение 1:

Номер 1

Выберите наилучшую стратегию распределения витков цикла между нитями, которая для следующего фрагмента программы даст минимальное время выполнения:
#include <omp.h>
#include <unistd.h>
#define msec 1000
int main (void){
     omp_set_num_threads (8);
     #pragma omp parallel
     {
           #pragma omp for schedule (runtime)
           for(int i=0; i<100;i++) {
                   sleep (i*msec);
           }
     }
}

Ответ:

(1) export OMP_SCHEDULE=”static”

(2) export OMP_SCHEDULE=”static,10”

(3) export OMP_SCHEDULE=”dynamic”

Номер 2

Выберите наилучшую стратегию распределения витков цикла между нитями, которая для следующего фрагмента программы даст минимальное время выполнения:
#include <omp.h>
#include <unistd.h>
#define msec 1000
int main (void){
     omp_set_num_threads (8);
     #pragma omp parallel
     {
           #pragma omp for schedule (runtime)
           for(int i=0; i<100;i++) {
                   sleep ((100-i)*msec);
           }
     }
}

Ответ:

(1) export OMP_SCHEDULE=”static”

(2) export OMP_SCHEDULE=”static,10”

(3) export OMP_SCHEDULE=”dynamic”

Номер 3

	
Выберите наилучшую стратегию распределения витков цикла между нитями, которая для следующего фрагмента программы даст минимальное время выполнения:
#include <omp.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include <time.h>
#define msec 1000
int main (void){
     srand (time(NULL));
     omp_set_num_threads (8);
     #pragma omp parallel
     {
           #pragma omp for schedule (runtime)
           for(int i=0; i<100;i++) {
                   sleep (rand()*msec);  
           }
     }
}

Ответ:

(1) export OMP_SCHEDULE=”static”

(2) export OMP_SCHEDULE=”dynamic”

(3) export OMP_SCHEDULE=”guided”

Упражнение 2:

Номер 1

Выберите наилучшую стратегию распределения витков цикла между нитями, которая для следующего фрагмента программы даст минимальное время выполнения:
#include <omp.h>
#include <unistd.h>
#define msec 1000
int main (void){
     omp_set_num_threads (8);
     #pragma omp parallel
     {
           #pragma omp for schedule (runtime)
           for(int i=0; i<80;i++) {
                   sleep (msec);
           }
     }
}

Ответ:

(1) export OMP_SCHEDULE=”static,10”

(2) export OMP_SCHEDULE=”static,15”

(3) export OMP_SCHEDULE=”static,20”

Номер 2

Выберите наилучшую стратегию распределения витков цикла между нитями, которая для следующего фрагмента программы даст минимальное время выполнения:
#include <omp.h>
#include <unistd.h>
#define msec 1000
int main (void){
     omp_set_num_threads (4);
     #pragma omp parallel
     {
           #pragma omp for schedule (runtime)
           for(int i=0; i<40;i++) {
                   sleep (msec);
           }
     }
}

Ответ:

(1) export OMP_SCHEDULE=”static,10”

(2) export OMP_SCHEDULE=”dynamic,15”

(3) export OMP_SCHEDULE=”static,20”

Номер 3

Выберите наилучшую стратегию распределения витков цикла между нитями, которая для следующего фрагмента программы даст минимальное время выполнения:
#include <omp.h>
#include <unistd.h>
#define msec 1000
int main (void){
     omp_set_num_threads (4);
     #pragma omp parallel
     {
           #pragma omp for schedule (runtime)
           for(int i=0; i<60;i++) {
                   sleep (msec);
           }
     }
}

Ответ:

(1) export OMP_SCHEDULE=”static,10”

(2) export OMP_SCHEDULE=”dynamic,15”

(3) export OMP_SCHEDULE=”static,20”

Упражнение 3:

Номер 1

Выберите наиболее походящую оптимизацию, которая позволит сократить время выполнения следующего фрагмента программы:
#include <omp.h>
#include <stdio.h>
#define N 100
float c[N];
float sum = 0.0;
int main (void) {
     omp_set_num_threads (8);
    #pragma omp parallel shared(sum, c)
    {
        #pragma omp for
        for (int i=0; i<N; i++) {
             #pragma omp critical
                 sum += c[i];
        }
    }
    printf (“Sum of array=%4.2f\n”, sum);
}

Ответ:

(1) заменить директиву critical на директиву atomic

(2) заменить директиву critical на директиву critical (<имя_критической_секции>)

(3) добавить к директиве for клаузу reduction(+:sum) и убрать директиву critical

Номер 2

Выберите наиболее походящую оптимизацию, которая позволит сократить время выполнения следующего фрагмента программы:
#include <omp.h>
#include <stdio.h>
#define N 100
int c[N];
int val = 0;
int main (void) {
     omp_set_num_threads (8);
    #pragma omp parallel shared(val, c)
    {
        #pragma omp for
        for (int i=0; i<N; i++) {
             #pragma omp critical
                 val ^= c[i];
        }
    }
    printf (“Result=%d\n”, var);
}

Ответ:

(1) заменить директиву critical на директиву critical (<имя_критической_секции>)

(2) заменить директиву critical на директиву atomic

(3) добавить к директиве for клаузу reduction(^:val) и убрать директиву critical

Номер 3

Выберите наиболее походящую оптимизацию, которая позволит сократить время выполнения следующего фрагмента программы:
#include <omp.h>
#include <stdio.h>
#define N 100
int c[N];
int val= 1;
int main (void) {
     omp_set_num_threads (8);
    #pragma omp parallel shared(val, c)
    {
        #pragma omp for
        for (int i=0; i<N; i++) {
             #pragma omp critical
                 val = val && (c[i]<100);
        }
    }
    printf (“Result=%4.2f\n”, val);
}

Ответ:

(1) вместо директивы critical использовать механизм семафоров (omp_set_lock/omp_unset_lock)

(2) заменить директиву critical на директиву critical (<имя_критической_секции>)

(3) добавить к директиве for клаузу reduction(&&:val) и убрать директиву critical

Упражнение 4:

Номер 1

Выберите наиболее походящую оптимизацию, которая позволит сократить время выполнения следующего фрагмента программы:
#include <omp.h>
#include <unistd.h>
#define msec 1000
int main (void){
     omp_set_num_threads (8);
     #pragma omp parallel
     {
           #pragma omp for
           for(int i=0; i<80;i++) {
                   sleep (i*msec);
           }
           #pragma omp for
           for(int i=0; i<80;i++) {
                   sleep ((80-i)*msec);
           }
     }
}

Ответ:

(1) для циклов, выполнение витков которых распределяется между нитями при помощи директивы for, добавить клаузу schedule(static,10)

(2) для циклов, выполнение витков которых распределяется между нитями при помощи директивы for, добавить клаузу nowait

(3) для циклов, выполнение витков которых распределяется между нитями при помощи директивы for, добавить клаузу schedule(dynamic)

Номер 2

Выберите наиболее походящую оптимизацию, которая позволит сократить время выполнения следующего фрагмента программы:
#define N 100
omp_set_num_threads (4);
#pragma omp parallel shared(a,b,c,x,y,z)
{
    #pragma omp for
    for (int i=0; i<N; i++) {
             z[i] = x[i] + y[i];
    }
    #pragma omp for
    for (int i=0; i<N; i++) {
            a[i] = b[i] + c[i];
    }
}

Ответ:

(1) для циклов, выполнение витков которых распределяется между нитями при помощи директивы for, добавить клаузу schedule(static,25)

(2) для циклов, выполнение витков которых распределяется между нитями при помощи директивы for, добавить клаузу schedule(dynamic)

(3) для циклов, выполнение витков которых распределяется между нитями при помощи директивы for, добавить клаузу nowait

Номер 3

Выберите наиболее походящую оптимизацию, которая позволит сократить время выполнения следующего фрагмента программы:
#define N 80
omp_set_num_threads (8);
#pragma omp parallel shared(a,b,c,x,y,z)
{
    #pragma omp for
    for (int i=0; i<N; i++) {
             z[i] = x[i] + y[i];
    }
    #pragma omp for
    for (int i=0; i<N; i++) {
            a[i] = b[i] + c[i];
    }
}

Ответ:

(1) для циклов, выполнение витков которых распределяется между нитями при помощи директивы for, добавить клаузу schedule(static,10)

(2) для циклов, выполнение витков которых распределяется между нитями при помощи директивы for, добавить клаузу schedule(dynamic)

(3) для первого цикла, выполнение витков которого распределяется между нитями при помощи директивы for, добавить клаузу nowait

Упражнение 5:

Номер 1

Выберите наиболее походящую оптимизацию, которая позволит сократить время выполнения следующего фрагмента программы:
#include <omp.h>
#include <unistd.h>
#define msec 1000
int main (void){
     int i;
     omp_set_num_threads (8);
     #pragma omp parallel for
          for (i=0; i<80; i++)
                   sleep (msec);
     #pragma omp parallel for
          for (i=0; i<80; i++)
                   sleep (msec);
}

Ответ:

(1) для первого цикла, выполнение витков которого распределяется между нитями при помощи директивы for, добавить клаузу schedule(dynamic)

(2) для второго цикла, выполнение витков которого распределяется между нитями при помощи директивы for, добавить клаузу schedule(dynamic)

(3) объединить две подряд стоящие параллельные области в одну

Номер 2

Выберите наиболее походящую оптимизацию, которая позволит сократить время выполнения следующего фрагмента программы:
#include <omp.h>
#include <unistd.h>
#define msec 1000
int main (void){
     omp_set_num_threads (8);
     #pragma omp parallel for
          for (int i=0; i<5; i++)
               for (int j=0; j<5; j++)
                   sleep (msec);
}

Ответ:

(1) добавить к директиве parallel for клаузу schedule(static,1)

(2) добавить к директиве parallel for клаузу schedule(dynamic)

(3) добавить к директиве parallel for клаузу collapse(2)

Номер 3

Выберите наиболее походящую оптимизацию, которая позволит сократить время выполнения следующего фрагмента программы:
#include <omp.h>
#include <unistd.h>
#define msec 1000
int main (void){
     omp_set_num_threads (8);
     for (int i=0; i<80; i++)
         #pragma omp parallel for
         for (int j=0; j<80; j++)
              sleep (msec);
}

Ответ:

(1) добавить к директиве parallel for клаузу schedule(dynamic)

(2) добавить к директиве parallel for клаузу schedule(static,10)

(3) переставить директиву parallel for (распределить между нитями выполнение витков цикла по i)

Параллельное программирование с OpenMP - тест 8