Главная / Суперкомпьютерные технологии / Основы параллельных вычислений

Основы параллельных вычислений - ответы на тесты Интуит

Правильные ответы выделены зелёным цветом.
Все ответы: В рамках курса проводится изучение основных понятий параллельных вычислений, необходимых для последующего изучения моделей, методов и технологий параллельного программирования. В простой и понятной форме в курсе приводятся примеры современных высокопроизводительных вычислительных систем, рассматриваются способы анализа сложности вычислений и оценки возможности их параллельного выполнения, даются основы разработки параллельных методов. Для наглядной демонстрации излагаемых понятий используется учебно-исследовательская система ПараЛаб.

Смотрите также:

Программирование

В чем состоят необходимые условия для возможности организации параллельных вычислений:

(1) избыточность вычислительных устройств и независимость их функционирования

(2) организация режима разделения времени

(3) наличие сети передачи данных между процессорами

Под мультипроцессором понимается:

(1) многопроцессорная вычислительная система с общей разделяемой памятью

(2) многопроцессорная вычислительная система с общей разделяемой памятью, для которой обеспечивается возможность однородного (с одинаковым временем) доступа

(3) многопроцессорная вычислительная система с общей разделяемой памятью с обязательным обеспечением однозначности (когерентности) кэш памяти всех процессоров

Ускорение параллельных вычислений – это:

(1) отношение времени последовательного алгоритма ко времени параллельного решения задачи

(2) отношение времени последовательного алгоритма ко времени параллельного решения задачи при использовании максимально возможного количества процессоров

(3) отношение времени параллельного алгоритма ко времени последовательного решения задачи

Модель вычислений – это:

(1) ациклический ориентированный граф

(2) бинарное дерево

(3) циклический ориентированный граф

Распределение подзадач между процессорами должно быть выполнено таким образом, чтобы:

(1) информационные связи между подзадачами были бы минимальными

(2) информационные связи между подзадачами были бы максимальными

(3) загруженность процессоров была бы минимальной

Вычислительный эксперимент в системе ПараЛаб – это:

(1) выполнение параллельной программы при использовании только одного процессора

(2) выполнение параллельной программы на реальной многопроцессорной вычислительной системе

(3) демонстрация процесса решения задачи в режиме имитации параллельных вычислений

Какую компьютерную систему можно отнести к суперкомпьютерам:

(1) систему с максимально-достижимыми на данный момент времени показателями производительности

(2) компьютер, производительность которого превышает величины в 1 Tflops

(3) систему, способную решать сложные вычислительные задачи

Типовые топологии сети передачи данных определяются:

(1) только с учетом возможности технической реализации

(2) с учетом возможности технической реализации и эффективного использования при решении вычислительно-трудоемких задач

(3) только с учетом возможности эффективного использования при решении вычислительно-трудоемких задач

Каскадная схема используется для:

(1) вычисления всех частных сумм последовательности числовых значений при четном количестве суммируемых элементов

(2) вычисления суммы последовательности числовых значений

(3) вычисления всех частных сумм последовательности числовых значений

Граф информационных зависимостей:

(1) зависит от алгоритма решения задачи

(2) зависит только от решаемой задачи

(3) не зависит от алгоритма решения задачи

Граф "подзадачи – сообщения" представляет собой:

(1) агрегированное представление графа информационных зависимостей

(2) детализированное представление графа информационных зависимостей

(3) агрегированное представление графа "процессы – каналы"

В каком из режимов в системе ПараЛаб можно провести вычислительный эксперимент?

(1) в режиме имитации параллельных вычислений на обычном последовательном компьютере без использования дополнительных программных средств с визуализацией процесса решения

(2) в режиме локальных параллельных вычислений на последовательном компьютере пользователя с использованием библиотеки передачи сообщений MPI

(3) в режиме удаленного доступа к многопроцессорному вычислительному кластеру

Под кластером обычно понимается:

(1) множество отдельных компьютеров, объединенных в сеть, для которых при помощи специальных аппаратно-программных средств обеспечивается возможность унифицированного управления, надежного функционирования и эффективного использования

(2) множество отдельных компьютеров, объединенных в локальную вычислительную сеть

(3) множество отдельных компьютеров, подключенных к сети Интернет

Какая из приведенных в лекции топологий (при одинаковом количестве процессоров) обладает наименьшим диаметром:

(1) топология гиперкуб,

(2) топология линейка

(3) топология полный граф

Пусть есть задача вычисление суммы следующего вида math

. Пусть

и применяется каскадная схема, аналогичная схеме описанной в лекции для суммирования элементов вектора. Какая в этом случае минимально возможная высота дерева модели вычисления:

(1) 3

(2) 4

(3) 5

Расписание параллельных вычислений определяет:

(1) время начала выполнения каждой операции

(2) длительность выполнения каждой операции

(3) процессоры для выполнения каждой операции

Канал передачи данных можно рассматривать как:

(1) очередь сообщений, в которую один или несколько процессов могут отправлять пересылаемые данные и из которой процесс-адресат может извлекать сообщения, отправляемые другими процессами

(2) стек сообщений, в который один или несколько процессов могут отправлять пересылаемые данные и из которого процесс-адресат может извлекать сообщения, отправляемые другими процессами

(3) очередь сообщений, в которую только один процесс может отправлять пересылаемые данные и из которой процесс-адресат может извлекать сообщения, отправляемые другими процессами

При построении графических зависимостей для экспериментов в системе ПараЛаб , проведенных в режиме имитации, используются:

(1) накопленные результаты выполненных экспериментов

(2) теоретические оценки, применяемые в системе ПараЛаб

(3) теоретические оценки, определенные пользователем системы

В основе классификации вычислительных систем в систематике Флинна используются:

(1) показатели производительности вычислительных систем

(2) понятия потоков команд и данных

(3) количество имеющихся процессоров и принцип разделения памяти между процессорами

Симметричные мультипроцессоры обеспечивают:

(1) неоднородный доступ к оперативной памяти

(2) однородный доступ к распределенной оперативной памяти

(3) однородный доступ к оперативной памяти

Пусть есть задача вычисления произведения всех элемента вектора math

. Пусть

и применяется каскадная схема с минимально возможной высотой дерева модели вычисления. Чему в этом случае равно ускорение при использовании неограниченного числа вычислительных элементов:

(1) 2

(2) 2,5

(3) 3

Минимально возможное время выполнения параллельного алгоритма:

(1) определяется длиной максимального пути графа информационных зависимостей

(2) определяется количеством вершин графа информационных зависимостей

(3) определяется количеством дуг графа информационных зависимостей

Выбор способа разделения вычислений на независимые части основывается:

(1) на анализе вычислительной схемы решения исходной задачи

(2) на результатах вычислительных экспериментов

(3) на анализе графа "процессы – каналы"

Какие из перечисленных ниже классов задач поддерживает система имитационного моделирования ПараЛаб?

(1) обработка графов

(2) решение системы линейных уравнений

(3) интегрирование уравнений математической физики

(4) символьные вычисления

Кластерные системы относятся к:

(1) симметричным мультипроцессорам

(2) мультипроцессорам

(3) мультикомпьютерам

Пусть в решаемой задаче последовательная часть составляет четыре единицы времени, а часть, допускающая линейное распараллеливание, шесть единицы времени. Если использовать закон Амдаля, сколько потребуется процессоров для достижения ускорения в два раза:

(1) 5

(2) 8

(3) 6

В задаче суммирования последовательности чисел:

(1) алгоритм суммирования не может быть распараллелен

(2) может быть использована каскадная схема суммирования

(3) может быть использована модифицированная каскадная схема суммирования

Для локальной схемы передачи данных характерно:

(1) выполнение взаимодействий только между небольшим числом подзадач, располагаемых, как правило, на соседних процессорах

(2) выполнение взаимодействий только с соседними подзадачами

(3) отсутствие взаимодействия между подзадачами

На каких топологиях сети в системе ПараЛаб реализована быстрая сортировка:

(1) гиперкуб

(2) кольцо

(3) линейка

Мультипроцессоры с распределенной общей памятью - это системы, в которых:

(1) доступ к данным осуществляется при помощи операций передачи данных

(2) обеспечивается доступ только к локальной памяти процессоров

(3) доступ к распределенной памяти обеспечивается на аппаратном уровне

Закон Амдаля позволяет получить:

(1) нижнюю оценку возможного ускорения вычислений

(2) среднюю оценку возможного ускорения вычислений

(3) верхнюю оценку возможного ускорения вычислений

В задаче суммирования последовательности чисел:

(1) время вычислений в каскадной схеме суммирования превышает время вычислений в модифицированной каскадной схеме суммирования

(2) время вычислений в модифицированной каскадной схеме суммирования превышает время вычислений в каскадной схеме суммирования

(3) эффективность параллельных вычислений в каскадной схеме суммирования и в модифицированной каскадной схеме суммирования является одинаоковой

Управление распределением нагрузки для процессоров необходимо:

(1) для вычислительных систем с распределенной памятью

(2) для вычислительных систем с общей памятью

(3) для вычислительных систем с распределенной памятью и для систем с общей памятью

В рамках системы ПараЛаб какие допускаются схемы выполнения вычислений при проведении экспериментов:

(1) пошаговый

(2) блочное выполнение итераций алгоритмов

(3) выполнение серии экспериментов

Режим разделения времени:

(1) может быть использован для начальной подготовки параллельных программ

(2) является основным режимом для организации параллельных вычислений,

(3) не может быть использован при организации параллельных вычислений

Под мультикомпьютером понимается:

(1) многопроцессорная вычислительная система с распределенной памятью

(2) многопроцессорная вычислительная система с распределенной памятью, в которой между любыми двумя процессорами имеется прямая линия связи

(3) многопроцессорная вычислительная система с распределенной памятью, в которой для передачи данных между процессорами применяются специализированные быстродействующие линии связи

Эффективность параллельных вычислений – это:

(1) ускорение вычислений, усредненное на количество используемых процессоров

(2) величина достижимости максимально возможного ускорения вычислений

(3) ускорение вычислений при использовании максимально возможного количества процессоров

В модели вычислений вершинами графа являются:

(1) операции

(2) операнды

(3) процессоры

Масштабирование разрабатываемого параллельного алгоритма это процесс:

(1) укрупнения и детализации подзадач

(2) укрупнения и детализации информационных связей

(3) увеличение и уменьшение числа процессоров, на которое рассчитан алгоритм

Для постановки задачи в системе ПараЛаб необходимо выбрать:

(1) тип задачи

(2) метод решения задачи

(3) объем исходных данных

В рассмотренной лекции к числу суперкомпьютеров относятся:

(1) NCSA NT, Beowulf

(2) ASCI White, BlueGene

(3) AC3 Velocity, Thunder

Среди рассмотренных в лекции типовых топологий приведены:

(1) топологии линейка, кольцо и полный граф

(2) топологии решетка и гиперкуб

(3) топологии дерево и тор

В модифицированной каскадной схеме:

(1) обычная каскадная схема используется на втором этапе вычислений

(2) обычная каскадная схема используется на первом этапе вычислений

(3) обычная каскадная схема используется на первом и втором этапах вычислений

Для графа информационных зависимостей:

(1) может быть сформировано только одно расписание

(2) может быть сформировано несколько расписаний параллельных вычислений

(3) расписание параллельных вычислений определяется однозначным образом

Рассмотрение графа "подзадачи – сообщения" концентрирует внимание на вопросах:

(1) выделения подзадач одинаковой вычислительной сложности

(2) описания параллельной программы на стадии выполнения

(3) детализированного представления графа информационных зависимостей

Эксперименты в режиме имитации в системе ПараЛаб возможно проводить:

(1) в активном окне с приостановкой вычислений после каждой итерации применяемого алгоритма

(2) одновременно в нескольких определенных пользователем окнах

(3) одновременно во всех окнах вычислительных экспериментов

К основным преимуществам кластерных вычислительных систем относится:

(1) обеспечение высокой производительности при достаточно низкой стоимости

(2) возможность модернизации и расширения аппаратного обеспечения

(3) построение из типовых элементов аппаратного и программного обеспечения

Какая из приведенных в лекции топологий (при одинаковом количестве процессоров) обладает наибольшей связностью:

(1) топология гиперкуб

(2) топология кольцо

(3) топологии дерево

Пусть есть задача вычисления произведения всех элемента вектора math

. Пусть

(1) 4

(2) 5

(3) 6

При составлении расписания параллельных вычислений:

(1) к моменту выполнения операции все необходимые данные уже должны быть вычислены

(2) к моменту выполнения операции должна быть вычислена часть необходимых данных

(3) вычислительные операции могут выполняться в порядке нумерации

Для снижения сложности моделирования и анализа параллельных методов операции передачи и приема данных считаются выполняющимися:

(1) без задержек при передаче, но с возможными блокировками при приеме

(2) без задержек, как при передаче, так и при приеме данных

(3) с блокировками, как при передаче, так и при приеме данных

При построении графических зависимостей для экспериментов, проведенных в режиме удаленного доступа к параллельной вычислительной системы в системе ПараЛаб , используется:

(1) накопленные результаты выполненных экспериментов

(2) теоретические оценки, применяемые в системе ПараЛаб

(3) теоретические оценки, определенные пользователем системы

В классификации Флинна многопроцессорные вычислительные системы:

(1) образуют отдельный класс вычислительных систем

(2) не принадлежат ни к одному классу вычислительных систем

(3) входят во все имеющиеся классы вычислительных систем

Мультипроцессоры с единой общей памятью обеспечивают:

(1) однозначность содержимого разных кэшей

(2) однозначность содержимого регистров разных процессоров

(3) одновременность выполнения команд разных процессоров

Пусть есть задача вычисления суммы следующего вида math

. Пусть

и применяется каскадная схема с минимально возможной высотой дерева модели вычисления. Чему в этом случае равна эффективность при использовании восьми вычислительных элементов:

(1) 5/8

(2) 15/32

(3) 15/4

При уменьшении числа используемых процессоров время выполнения алгоритма:

(1) уменьшается пропорционально величине уменьшения количества процессоров

(2) увеличивается пропорционально величине уменьшения количества процессоров

(3) увеличивается пропорционально квадрату величины уменьшения количества процессоров

При выборе способа разделения вычислений при прочих равных условиях нужно отдавать предпочтение:

(1) редким операциям передачи сообщений большего размера по сравнению с частыми пересылками данных небольшого объема

(2) частым операциям передачи сообщений большего размера

(3) частым операциям передачи сообщений небольшого размера по сравнению с редкими пересылками данных большого объема

Какие топологий сети не поддерживает система имитационного моделирования ПараЛаб:

(1) звезда

(2) гиперкуб

(3) полный граф

Кластерные системы конструируются из:

(1) типовых компьютерных элементов

(2) специализированных процессоров

(3) типовых процессоров, соединенных специализированной сетью передачи данных

Пусть в решаемой задаче последовательная часть составляет четыре единицы времени, а часть, допускающая линейное распараллеливание, шесть единицы времени. Если использовать закона Густавсона-Барсиса, сколько потребуется процессоров для достижения ускорения в два раза (результат округлите в большую сторону):

(1) 6

(2) 7

(3) 8

В каскадной схеме для задачи суммирования последовательности чисел:

(1) минимальное время параллельных вычислений линейно зависит от количества суммируемых значений

(2) минимальное время параллельных вычислений зависит как двоичный логарифм от количества суммируемых значений

(3) время параллельных вычислений постоянно уменьшается при увеличении количества процессоров

На каких топологиях сети в системе ПараЛаб реализованы алгоритмы перемножения матриц:

(1) полный граф

(2) кольцо

(3) гиперкуб

Для мультипроцессоров с распределенной общей памятью время доступа к памяти:

(1) может различаться для разных областей памяти

(2) является одинаковой для всех областей памяти

(3) зависит только от интенсивности выполнения операций доступа к памяти

В законе Амдаля:

(1) не учитывается возможность дополнительных затрат на организацию параллельных вычислений (например, для передачи данных между разными процессорами)

(2) учитываются затраты на передачу данных между разными процессорами

(3) не учитывается наличие последовательных вычислений, которые не могут быть распараллелены

В модифицированной каскадной схеме для задачи суммирования последовательности чисел:

(1) минимальное время параллельных вычислений линейно зависит от количества суммируемых значений

(3) время параллельных вычислений постоянно уменьшается при увеличении количества процессоров

Основным показателем успешности выполнения этапа распределения подзадач между процессорами является:

(1) относительная доля времени, в течение которого процессоры использовались для вычислений

(2) минимальная загруженность процессоров в процессе вычислений

(3) минимальная загруженность сети передачи данных в процессе вычислений

Какие средства присутствуют в рамках системы ПараЛаб для детального изучения и исследования параллельных алгоритмов решения сложных вычислительных задач?

(1) пошаговый режим исполнения задач

(2) одновременный запуск нескольких экспериментов

(3) средства для отображения результатов всех проведенных экспериментов

Распределенные вычислительные системы:

(1) могут быть использованы для параллельных вычислений только для программ с низкой интенсивностью потоков межпроцессорных передач данных

(2) не могут быть использованы для организации параллельных вычислений

(3) ориентированы на проведение параллельных вычислений

Разделение многопроцессорных систем на мультипроцессоры и мультикомпьютеры основывается:

(1) на количестве имеющихся в системах процессоров

(2) на способах доступа к оперативной памяти

(3) на топологиях сети передачи данных

Стоимость вычислений - это:

(1) произведение времени параллельного решения задачи на число используемых процессоров

(2) произведение времени параллельного решения задачи на показатель эффективности вычислений

(3) произведение времени последовательного алгоритма на число используемых процессоров

В модели вычислений дуги графа определяют:

(1) зависимость операций по операндам

(2) распределение операций между процессорами

(3) наличие каналов передачи данных между процессорами

Качество разрабатываемых параллельных методов определяется:

(1) значениями показателей ускорения, эффективности и масштабируемости

(2) числом процессоров, на которое рассчитан алгоритм, используемой топологией сети передачи данных

(3) только значением ускорения

К числу параметров вычислительной системы в системе ПараЛаб относятся:

(1) топология

(2) количество линий связи между процессорами

(3) характеристики протокола передачи данных

Кластерные вычислительные системы:

(1) составляют большинство в списке TOP500 самых высокопроизводительных систем

(2) не входят в список TOP500 самых высокопроизводительных систем

(3) представлены небольшим числом систем в списке TOP500 самых высокопроизводительных систем

Какая из приведенных в лекции топологий (при одинаковом количестве процессоров) обладает наименьшей стоимостью:

(1) топология полное двоичное дерево

(2) топология двумерный решетка-тор

(3) топология полный граф

Пусть есть задача вычисление суммы следующего вида math

. Пусть

(1) 3

(2) 4

(3) 5

При составлении расписания параллельных вычислений:

(1) один и тот же процессор в каждый конкретный момент времени может быть распределен для выполнения произвольного количества операций

(2) один и тот же процессор в каждый конкретный момент времени может быть распределен для выполнения только единственной операции

(3) один и тот же процессор в каждый конкретный момент времени может быть распределен для выполнения нескольких информационно-связанных операций

Под процессом понимают:

(1) выполняемую на процессоре программу, которая использует для своей работы часть локальной памяти процессора и которая содержит ряд операций приема/передачи данных для организации информационного взаимодействия между выполняемыми процессами параллельной программы

(2) процедуру отправки или приема сообщений, при которой один или несколько процессов могут отправлять пересылаемые данные

(3) выполняемое на вычислительной установке множество задач, относящихся к решению определенной проблемы

При анализе результатов проведенных экспериментов в системе ПараЛаб пользователю предоставляется возможность:

(1) просматривать результаты экспериментов как из активного окна, так и из всех окон

(2) изменять масштаб отображения графиков

(3) изменять вид зависимости, отображенной на листе графиков

В классификации Флинна многопроцессорные вычислительные системы характеризует:

(1) один поток команд, множественный поток данных

(2) множественный поток команд, один поток данных

(3) множественный поток команд, множественный поток данных

Вычисления на мультипроцессорах с единой общей памятью:

(1) в обязательном порядке требуют синхронизации

(2) могут потребовать синхронизации

(3) не требуют синхронизации

Пусть есть задача вычисления суммы следующего вида math

. Пусть

и применяется каскадная схема с минимально возможной высотой дерева модели вычисления. Чему в этом случае равна стоимость вычислений при использовании восьми вычислительных элементов:

(1) 32

(2) 16

(3) 24

Для заданного графа информационных зависимостей можно получить:

(1) верхнюю оценку времени выполнения параллельного алгоритма

(2) минимально возможное время выполнения параллельного алгоритма

(3) максимально необходимое количество процессоров для выполнения параллельного алгоритма

Разработка параллельных алгоритмов включает в себя этапы:

(1) выделения подзадач, определения информационных зависимостей, масштабирования и распределения подзадач по процессорам вычислительной системы

(2) написания программного кода, распределения исполняемых модулей по узлам вычислительной системы и проведения вычислительных экспериментов

(3) анализа подзадач и распределения подзадач по процессорам вычислительной системы

Какие режимы передачи данных поддерживает система имитационного моделирования ПараЛаб:

(1) передачи пакетов

(2) передачи сообщений

(3) побайтная передача данных

К числу характеристик топологии сети передачи данных относятся:

(1) диаметр и стоимость

(2) связность и ширина бинарного деления

(3) среднее, минимально и максимальное количество линий связи для каждого процессора

При вычислении общей суммы последовательности числовых значений стоимостно-оптимальным алгоритмом является:

(1) модифицированная каскадная схема

(2) обычная каскадная схема

(3) обе схемы каскадных вычислений

Для графа информационных зависимостей предполагается:

(1) время выполнения вычислительных операций является одинаковым

(2) вычислительные операции могут иметь не более двух операндов

(3) время передачи данных между процессорами не учитывается

Граф "процессы – каналы" используется:

(1) для описания параллельной программы на стадии выполнения

(2) для описания параллельного алгоритма на этапе проектирования

(3) для детализированного представления графа информационных зависимостей

При проведении серии экспериментов системой ПараЛаб может автоматически варьироваться:

(1) количество процессоров

(2) метод решения задачи

(3) объем исходных данных задачи

Кластерные системы являются эффективными для вычислений:

(1) при любых параллельных алгоритмах

(2) с низкой интенсивностью потоков передачи данных

(3) при оптимальной балансировке вычислений при любой интенсивности потоков передачи данных

Пусть в решаемой задаче последовательная часть составляет четыре единицы времени, а часть, допускающая линейное распараллеливание, шесть единицы времени. Если использовать закон Амдаля, какая достигается эффективность, если используются три вычислительных элемента:

(1) 1/5

(2) 7/6

(3) 5/9

В каскадной схеме для задачи суммирования последовательности чисел:

(1) максимально возможное ускорение увеличивается при увеличении числа суммируемых значений

(2) максимально возможное ускорение постоянно увеличивается при увеличении количества используемых процессоров

(3) максимально возможная эффективность уменьшается при увеличении числа суммируемых значений

В статической схеме передачи данных:

(1) моменты и участники информационного взаимодействия фиксируются на этапах проектирования и разработки параллельных программ

(2) структура операции передачи данных определяется в ходе выполняемых вычислений

(3) взаимодействия могут быть, как определенны на этапе проектирования, так и определяться в ходе выполнения вычислений

На каких топологиях сети в системе ПараЛаб не реализованы алгоритмы обработки графов:

(1) полный граф

(2) решетка

(3) кольцо

Для мультипроцессоров с распределенной общей памятью:

(1) возникают проблемы с использованием большого количества процессоров

(2) возникают проблемы эффективного использования распределенной памяти

(3) возникают проблемы организации прямого доступа к распределенной общей памяти

Доля последовательных вычислений, рассматриваемая в законе Амдаля:

(1) является постоянной

(2) может зависеть от используемого параллельного метода

(3) может уменьшаться при повышении вычислительной сложности решаемой задачи

В модифицированной каскадной схеме для задачи суммирования последовательности чисел:

(1) максимально возможное ускорение увеличивается при увеличении числа суммируемых значений

(3) максимально возможная эффективность уменьшается при увеличении числа суммируемых значений

Этап распределения подзадач между процессорами является избыточным, если:

(1) количество подзадач совпадает с числом имеющихся процессоров, а топология сети передачи данных представляет собой полный граф

(2) количество подзадач больше числа имеющихся процессоров, а топология сети передачи данных представляет собой полный граф

(3) количество подзадач совпадает с числом имеющихся процессоров, а топология сети передачи данных представляет собой гиперкуб

Помимо выполнения экспериментов в режиме имитации, в системе ПараЛаб предусмотрена возможность проведения реальных экспериментов в режиме удаленного доступа к вычислительному кластеру. Какие возможны операции после выполнения реальных параллельных вычислений:

(1) сравнить результаты и оценить точность используемых в системе теоретических моделей времени выполнения параллельных алгоритмов

(2) осуществить настройку параметров удаленного кластера

(3) настроить параметры моделей, используемых в системе ПараЛаб