Transcript 2012总复习

多核结构与程序设计
多核结构与程序设计复习
2012年
杨全胜
http://www.njyangqs.com/
东南大学成贤学院计算机系
Southeast University
东 南 大 学
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多核结构与程序设计
复习
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要掌握的概念
 并发与并行计算的概念及区别
 指令级并行、数据级并行和线程级并行。各自举
例，多核系统并行更主要的是应用哪一级并行？
 SMT和CMP的异同点
 层次性存储结构和Cache映射策略
 分布式存储、共享式存储和分布式共享存储的概
念、优点和缺点。
 开发并行软件的步骤、问题分解的方法、同步的
类型
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要掌握的概念
 负载均衡的概念，如何获得负载均衡？
 进程、线程的概念、状态和状态转换图
 临界区的概念，多个线程进入临界区的限制，可
以使多个线程操作临界区的时候满足这些限制的
方法。
 死锁的概念。产生死锁的的原因和必要条件，预
防死锁的办法
 OpenMP编程中的并行、同步、归约、调度等问
题。
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有一只铁笼子，每次只能放入一只动物，猎手向笼
中放入老虎，农民向笼中放入猪，动物园等待取笼
中的老虎，饭店等待取笼中的猪，试用P、V操作写
出能同步执行的程序。
猎手进程 农民进程 动物园进程
饭店进程
P(s)
P(s)
P(s1)
P(s2)
放入虎
放入猪
买老虎
买猪
V(s1)
V(s2)
V(s)
V(s)
其中S初值=1，S1=S2=0
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分析程序
设有两个优先级相同的进程P1和P2如下（不考虑时
间片轮转），S1和S2初值均为0，求：P1，P2并发
执行结束后，x,y,z分别是多少？要给出分析过程。
进程P1
进程P2
y:=4;
x:=1;
P(s1);
V(s1);
z:=x+2;
x:=x+1;
V(s2);
P(s2)
y:=z-y;
z:=z+y+x;
最后结果是：x=2,y=0,z=6.
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请用OpenMP编写并行程序，在一个有
200000个正整数的数组中查找数60，给出它
在数组中的位置(假设该数组中只有一个60）
 要求用同步的方法
 为减少开销，要求不用同步的方法（提示：假设
核数不大于10，用omp_get_num_procs()函数来
获得核数，根据核数决定线程数。）
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1）用同步的方法
int a[200000]={…};
static long num_steps=200000;
int location =0;
int find(int x) {
If(a[x] == 60) return(x+1);
}
return(0);
}
void main()
{ int i;
#pragma omp parallel for reduction(+:sum)
for (i=0; i< 200000; i++){
location += find(i);
}
location--；
}
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答
int a[200000]={…};
int found = 0, lfound[10]={-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1};
int Ncore = omp_get_num_procs ()；
int nstep=200000/Ncore;
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#pragma omp parallel for
for (k=0;k<Ncore;k++){
for(j=k*nstep; j< (k+1)*nstep;j++)
{
if(a[j]==60){
lfound[k]= j ;
}
}
for (i=0;i<Ncore;i++)
if(lfound[i]!=-1)
found=lfound[k]
return found;
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数值积分法和蒙托卡罗法计算π值。（自看）
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