Вопросы для подготовки к дифференцированному зачёту

Математическое моделирование

Группы: 315с.

Часть 1. Крупноблочный параллелизм

Теоретические вопросы

1. Краткий обзор современных параллельных ЭВМ и кластеров.

2. Понятие параллельного алгоритма. Доля последовательных вычислений.

3. Реализация параллельных алгоритмов при помощи библиотеки MPI.

4. Время выполнения алгоритма. Ускорение. Эффективность распараллеливания.

5. Закон Амдала.

6. Параллельный алгоритм суммирования.

7. Параллельный алгоритм сортировки пузырьком.

8. Параллельный алгоритм быстрой сортировки.

9. Параллельный алгоритм сложения двух матриц.

10. Параллельный алгоритм умножения матрицы на число.

11. Параллельный алгоритм умножения матрицы на вектор.

12. Параллельный алгоритм умножения матрицы на матрицу.

Задачи

1. Вычислить, какой прирост производительности дает системе конвейер с заданными параметрами.

2. Вычислить ускорение при указанном увеличении количества процессоров в системе.

3. Оценить необходимое количество процессоров для достижения требуемого ускорения.

4. Вычислить эффективность распараллеливания программы с заданными параметрами.

5. Произвести сортировку заданной последовательности параллельным «пузырьком».

6. Произвести параллельное умножение заданных матриц.

Часть 2. Мелкозернистый параллелизм

Теоретические вопросы

1. Понятие крупноблочного и мелкозернистого параллелизма.

2. Понятие клеточного автомата. Клеточные автоматы в моделировании.

3. Детерминированные и вероятностные клеточные автоматы.

4. Синхронные и асинхронные клеточные автоматы.

5. Пример клеточного автомата: «Игра "Жизнь"» Дж. Конвея.

6. Модель диффузии, булев асинхронный клеточный автомат.

7. Модель диффузии, булев синхронный клеточный автомат.

8. Клеточно-автоматная модель «разделения фаз».

9. Клеточно-автоматная модель солитона.

10. Модель химической реакции окисления на катализаторе.

11. Двумерная модель потока HPP с четырьмя соседями.

12. Двумерная модель потока FHP с шестью соседями.

Задачи

1. Составить конечный автомат с заданной функциональностью.

2. Произвести заданное количество итераций игры «Жизнь».

3. Произвести заданное количество итераций синхронной диффузии.

4. Произвести заданное количество итераций автомата «разделения фаз».

5. Произвести заданное количество итераций автомата «солитон».

6. Произвести одну итерацию автомата газового потока.

Каждый билет содержит два теоретических вопроса и две задачи. К сдаче диф. зачета допускаются только студенты, отчитавшиеся за курс лабораторных работ. В качестве оценки за диф. зачет автоматом может быть выставлена оценка, равная среднему арифметическому по любым девяти (по выбору студента) оценкам за самостоятельные работы (из десяти, предложенных на лекциях) при условии, что она не выше средней оценки за лабораторные работы.

Подготовил

доц. каф. ИТ ВКИ НГУ,

к. т.н.

16.04.2016