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。

图12.15点到点和集合通信操作。