22春“计算机科学与技术”专业《并行程序设计》在线作业一答案参考6.docx

《并行程序设计》在线作业答案参考 并行程序设计是计算机科学与技术专业的一门重要课程，本文是对《并行程序设计》在线作业的一份答案参考，涵盖了矩阵乘法、OpenMP、pthread、MPI 等领域的知识点。 1. 矩阵乘法：矩阵乘法是并行程序设计中的一种常见操作，在矩阵乘法之前将第二个矩阵转置，可以增大访存空间局部性、减少运算次数、优化 SIMD 访存。 2. OpenMP：OpenMP 是一种并行编程模型，用于实现多线程编程。OpenMP 中的 schedule 子句用于指定线程间划分循环策略。 3. 矩阵乘法并行化：在矩阵乘法中，可以采用划分子矩阵方法实现矩阵乘法，并在进行 SSE 并行化时，是对第六层循环进行循环展开然后向量化。 4. 条件变量：在使用条件变量之前必须对其进行初始化。 5. 向量化：for 循环中可以部分向量化，但不可完全向量化。 6. pthread：pthread 中线程函数指针的正确类型是 void*(*)(void*)。 7. 数据并行：在两个 n*n 的矩阵相乘时，将所有 n^2 个乘法计算划分给不同进程，再将对应某行某列的 n 个乘法结果累加得到结果矩阵对应元素，这是一种划分的数据并行。 8. 互斥量：在对互斥量进行解锁时，还会执行唤醒阻塞线程操作。互斥量是一种多元状态的同步机制。 9. 并行程序设计的先导课：计算机概论、高级语言程序设计、计算机体系结构是并行程序设计的先导课，而数据库系统不是。 10. OpenMP 代码条件编译：为防止编译器不支持 OpenMP，应使用 #ifdef _OPENMP 实现 OpenMP 代码和普通代码的条件编译。 11. 动态任务划分：动态任务划分相对于静态任务划分的缺点是通信开销高。 12. MPI 组通信操作：MPI 组通信操作不包括点对点操作。 13. 并行计算的新兴应用领域：并行计算的新兴应用领域包括制药、数字媒体、国防、游戏等。 14. 任务依赖图：在任务依赖图中，权重之和最长的路径称为关键路径。 15. MPI 编程模型：矩阵每行排序的问题更适合使用 MPI 的主从编程模型。 16. 现代 CPU：现代 CPU 中都具有指令乱序执行功能，其目的包括消除指令依赖，更充分利用多流水线、提高 cache 效率等。 17. 并行代价：记并行时间为 T，串行时间为 T'，处理器数量为 p，并行代价的定义是 pT。 18. SSE 指令：SSE 指令可以移动单精度浮点数，但不能在两个 SSE 寄存器高/低 64 位间移动。 这份答案参考涵盖了并行程序设计的多个领域，包括矩阵乘法、OpenMP、pthread、MPI 等，旨在帮助学生更好地理解并行程序设计的相关知识点。