计算机的发展按照硬件工艺可以分为
第一代（1946~1958）：电子管数字计算机。
第二代（1958~1964）：晶体管数字计算机。
第三代（1964~1971）：集成电路数字计算机。
第四代(1971年以后）：大规模集成电路数字计算机。
现代计算机发展历程可以分为两个明显的发展时代：
串行计算时代
并行计算时代。
并行计算机是由一组处理单元组成的，这组处理单元通过相互之间的通信与协作，以更快的速度共同完成一项大规模的计算任务。
并行计算机个最主要的组成部分:
计算节点
节点间的通信与协作机制
Flynn根据指令流和数据流的不同组织方式，把计算机系统的结构分为以下四类：
单指令流单数据流（SISD）
单指令流多数据流（SIMD）
多指令流单数据流（MISD）
多指令流多数据流（MIMD）
指令流（instruction stream）
指机器执行的指令序列
数据流（data stream）
指指令流调用的数据序列，包括输入数据和中间结果。
SISD 计算机是传统的顺序执行的计算机
在同一时刻只能执行一条指令(即只有一个控制流)、处理一个数据(即只有一个数据流)。
缺点：
单个处理器的处理能力有限
没有并行计算能力
在MIMD计算机中没有统一的控制部件。
在SIMD机中，各处理单元执行的是同一个程序，
而在MIMD机上，各处理器可以独立执行不同的程序。
MIMD结构比SIMD结构更加灵活。
SIMD计算机用于对不同数据的相同运算（向量和矩阵运算）
而MIMD计算机可以适应更多的并行算法
从系统结构的角度来分类，一般有以下几种：
1）对称多处理器（SMP）
2）分布式共享存储多处理机（DSM）
3）大规模并行处理机（MPP）
4）并行向量处理机（PVP）
5）集群计算机。
加速比用于衡量统一问题并行后的执行时间与最佳串行执行时间相比较的效果。公式
加速比= 串行时间/ 并行时间
粒度
表示程序处理数据的规模
处理的数据相对较多，称粗粒度反之称为细粒度
恰当粒度会对加速比的提高起作用
负载平衡
分配给多个线程的工作量大致相同
有效的分配:
线程执行相同的工作量
各线程尽可能同时结束
相关性分析
共享要进行同步降低效率
解决方法：
减少共享数据的访问
变共享为私有，消除数据的相关性
数据竞争
竞争
是并行程序的常见问题
不通过同步保证程序执行的顺序,会引发数据竞争。
数据竞争
表现：内存访问冲突.
两种可能的冲突
读写冲突
写写冲突
多线程的层次
用户级多线程(User Level Thread)
在用户层通过线程库来实现
内核级多线程(Kernel Level Thread)
由操作系统直接支持
组合多线程、
用户级线程优点：
用户级线程有关线程的所有管理工作都由在用户级实现的线程库来支持
用户级线程的创建和管理等操作无须内核参与，操作更快
用户级线程缺点：
并行性不高
一个线程被系统阻塞后，整个进程被阻塞
内核级线程
内核级线程的所有管理操作都是由操作系统内核完成
特点
并行性高
多个线程可被同时调度
充分利用多处理器
创建和管理代价高
混合多线程
用户创建的多个用户级线程被映射到一些内核线程上，内核线程的数目可能少于用户级线程的数目。
线程的生命周期
线程的标识
通常用一个整数来标识一个线程
线程的创建
自动创建从main函数开始的主线程
调用函数库接口创建一个新的线程（pthread_create）
线程的终止
执行完毕，或者调用了pthread_exit
主线程退出导致整个进程会终止
线程的状态
就绪（ready）：线程等待可用的处理器。
运行（running）：线程正在被执行。
阻塞（blocked）：线程正在等待某个事件的发生（比如I/O的完成，试图加锁一个被上锁的互斥量）。
终止（terminated）：线程从起始函数中返回或者调用pthread_exit。
创建一个新的信号量
原型：
HANDLE CreateSemaphore(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, // SD
LONG lInitialCount, // initial count
LONG lMaximumCount, // maximum count
LPCTSTR lpName // object name
);
(1) lpSemaphoreAttributes :
定义了信号量的安全特性
NULL——表示采用默认描述符。
(2) lInitialCount
Long
信号量的初始计数
可设置值: 0—(lMaximumCount-1)
(3) lMaximumCount
Long
信号量的最大计数
(4) lpName
字符串
信号量对象的名称
NULL：创建一个未命名的信号量对象
返回值
(1) HANDLE，如执行成功，返回信号量对象的句柄
(2) 返回0 表示出错
说明：
(1) 一旦不再需要，一定记住用CloseHandle关闭信号量的句柄。
(2) 一旦可用资源数量值大于零，信号量就会触发。
(3) 可以使用ReleaseSemaphore函数来增加信号量的计数
用于对指定的信号量增加指定的值；
原型：
BOOL ReleaseSemaphore(
HANDLE hSemaphore,
LONG lReleaseCount,
LPLONG lpPreviousCount
);
(1) hSemaphore
所要操作的信号量对象的句柄
(2) lReleaseCount
信号量对象“当前资源数量”在当前基础上所要增加的值，这个值必须大于0
通常设为1，使“当前可用资源数量”加1
如果信号量加上这个值会导致信号量的当前值大于信号量创建时指定的最大值，那么这个信号量的当前值不变，同时这个函数返回FALSE
(3) lpPreviousCount
指向用于得到信号量上次的值的变量的指针;
如果不需要信号量上次的值，可以设置为NULL
返回值：
成功返回TRUE
失败返回FALSE
创建一个事件对像。
HANDLE CreateEvent(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes,// 安全属性
BOOL bManualReset,// 复位方式
BOOL bInitialState,// 初始状态
LPCTSTR lpName // 对象名称
);
指定将事件对象创建成手动复原还是自动复原。
(1) 如果是TRUE，人工重置的事件
必须用ResetEvent函数来手工将事件的状态复原到无信号状态。
(2) 如果是FALSE，自动重置的事件
当事件被一个等待线程释放以后，系统将会自动将事件状态复原为无信号状态。
3指定事件对象的初始状态。
如果为TRUE，初始状态为有信号状态；否则为无信号状态。
4指定事件的对象的名称，是一个以0结束的字符串指针。
如果lpName为NULL，将创建一个无名的事件对象。
当调用SetEvent时，可以将事件改为已通知状态：
BOOL SetEvent(HANDLE hEvent);
参数hEvent表示事件对象句柄。
返回值：如果操作成功，则返回非零值，否则为0
将该事件改为未通知状态：
BOOL ResetEvent(HANDLE hEvent);
参数hEvent:[in] 指向事件对象的句柄。
返回值：函数成功，返回非0值，否则返回0值
信号量一个包含有整数值的变量，可以初始化为非负数。
对信号量的原语操作：
Wait：申请资源，信号量减1，
Signal：释放资源，信号量加1
void wait(samephore s)
{
s--;
if (s<0)
{ 将线程插入到信号量s的等待队列中，并阻塞线程；}
}
void signal(samephore s)
{
s++;
if (s<=0)
{ 从信号量s的等待队列中移出一个线程}
}
WaitForMultipleObjects ( )函数
原型：
DWORD WaitForMultipleObjects(
DWORD nCount,
const HANDLE* lpHandles,
BOOL bWaitAll,
DWORD dwMilliseconds
);
nCount ：
句柄的数量最大值为MAXIMUM_W AIT_OBJECTS（64）
lpHandles ：
HANDLE 句柄数组的指针。指向内核对象句柄类型的数组的指针。
BOOL bWaitAll 等待的类型，
如果为TRUE，等待所有信号量有效才往下执行。
如果为FALSE，当有其中一个信号量有效时就向下执行
DWORD dwMilliseconds 超时时间
超时调用线程会继续后向执行。
如果为W返回值：
告诉调用线程，为什么它会被重新调度。
可能的返回值是:
WAIT_FAILED和W AIT_TIMEOUT
如果bWaitAll参数传递TRUE，同时所有对象均变为已通知状态，那么返回值是WAIT_OBJECT_0。
如果bWaitAll参数传递FALSE，返回值是W AIT_OBJECT_0 与
（W AIT_OBJECT_0 + dwCount-1）之间的一个值。
(返回值- WAIT_OBJECT_0)=参数lpHandles句柄数组中的索引
SA_INFINITE 永不超时。如果没有信号就会死等
举例1：当bWaitAll参数为FALSE 可以等待其中之一的事件
HANDLE m_hEvent[2]; //两事件
m_hEvent[0]=CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL); // 事件0
m_hEvent[1]=CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL); // 事件1
CreateThread(NULL, 0, MyThreadProc, this, 0, NULL);
DWORD WINAPI MyThreadProc(LPVOID lpParam)
{
while(TRUE)
{ //每次等500毫秒
int nIndex = ::WaitForMultipleObjects(2，m_hEvent, FALSE,500);
if (nIndex == W AIT_OBJECT_0 )
{ //事件0 //ExitThread(0); //break;
}
else if (nIndex == W AIT_OBJECT_0+1)
{ //事件1 }
else if (nIndex == W AIT_TIMEOUT) //超时500毫秒
{ //超时}
}
printf("线程结束. /n");
return 0L;
}
举例2：当bWaitAll参数为TRUE 等待所有的事件
DWORD WINAPI MyThreadProc(LPVOID lpParam)
{
while(TRUE)
{
//每次等500毫秒
int nIndex = ::WaitForMultipleObjects(2, m_hEvent, TRUE,500);
if (nIndex == W AIT_OBJECT_0) //所有事件发生
{
//所有的信号量都有效时（事件都发生）; 其中之一发生无效。
}
}
}
OpenMP的指令
parallel:用在一个代码段之前，表示这段代码将被多个线程并行执行
for: 用于for循环之前，将循环分配到多个线程中并行执行，必须保证每次循环之间无相关性。
Sections: 用在可能会被并行执行的代码段之前
private：指定每个线程都有它自己的变量私有副本。
firstprivate：指定每个线程都有它自己的变量私有副本，并且变量要被继承主线程中的初值。lastprivate：主要是用来指定将线程中的私有变量的值在并行处理结束后复制回主线程中的
对应变量。
reduction：用来指定一个或多个变量是私有的，并且在并行处理结束后这些变量要执行指定的运算。
nowait：忽略指定中暗含的等待
num_threads：指定线程的个数
schedule：指定如何调度for循环迭代
shared：指定一个或多个变量为多个线程间的共享变量
parallel 是用来构造一个并行块的.
#pragma omp parallel
{
//并行区域代码
}
使用“num_threads子句”指定要创建多少个线程
private子句用于将一个或多个变量声明成线程私有的变量
firstprivate
private声明的私有变量不能继承同名变量的值，但实际情况中有时需要继承原有共享变量的值，
shared子句用来声明一个或多个变量是共享变量。
实验一Windows多线程编程 一、实验目的与要求 了解windows多线程编程机制 掌握线程同步的方法 二、实验环境和软件 WindowsXP VC6.0 三、实验内容 创建线程： HANDLECreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTESlpThreadAttributes, SIZE_TdwStackSize, LPTHREAD_START_ROUTINElpStartAddress, LPVOIDlpParameter, DWORDdwCreationFlags, LPDWORDlpThreadId ); 四、实验程序 #include"stdafx.h" #include
while(1) { Sleep(1000); cout<<"ThisisThreadFrunc1"< 第三章： 1.输入整数n,输出由2×n+1行2×n+1列组成的以下(n=2)的图案。 2.输入整数n(<10)，输出以下形式(n=3)的数字排列图案。 3.编写一个程序，输入一个整数，输出0~9各数字在该整数中出现的次数。 4.编写一个程序，输出所有英文字符及它们的ASCII码值，其中代码值分别用八进制形式、十六进制形式和十进制形式输出。 5.水仙花数是一个n(n>=3)位数字的数，它等于每个数字的n次幂之和。例如，153是一个水333。试编写一个程序求小于999的所有水仙花数。仙花数，153=1+5 +3 6. 编写程序解百鸡问题：鸡翁一，值钱五；鸡母一，值钱三；鸡雏三，值钱一。百钱买百鸡。问鸡翁、鸡母和鸡雏各几何 7.编写一个程序，输入一个整数，逐位地输出整数的十进制数，要求位与位之间有一个空格符分隔。 8.编写程序，列表输出整数1~10的平方和立方值。 9.编写一个程序，输入3个实数，判断这些值能否作为一个三角形的三条边的长，如果能构成三角形，要求输出三角形的面积。 的图案。4等于n列星号字符组成的三角形图案。以下是n行n，输出n输入正整数10. 11.输入正整数n，输出由n行2×n-1列星号字符组成的三角形图案。以下是n 等于3的图案。 12.输入正整数你n,输出n行2×n-1列的空心三角形图案。以下是n等于4的图案。 13..输入正整数n,输出n行n列的空心四边形图案。以下是n等于5的图案。 14.编写程序，按下面的公式计算自然对数底e的值。 E=1+1/1!+1/2!+1/3!+1/5!+··· 15.编写程序，按如下公式计算圆周率π的近似值。 π=4-4/3+4/5-4/7+4/9-4/11+··· 16.编写输入正实数x，求平方不超过x的最大整数n,并输出。 回文整数是指正读和反读相同的整数，编写一个程序，输入一个整数，判断它是否是回文17. 整数。 17.编写一个程序，输出1~256十进制数等价的二进制、八进制和十六进制数值表。 18.草地上有一堆野果，有一只猴子每天去吃掉这堆野果的一半又一个，5天后刚好吃完这堆野果。求这堆野果原来共有多少个猴子每天吃多少个野果 19.输入n(>2)个整数，输出其中的次最小的数。 第四章 1.在数组的某个下标位置插入一个元素。 2.将数组的某个下标位置的元素从数组中删掉。 3.在数组a[]的前n个元素中寻找值等于变量key值的元素的下标。 4.输入n个整数，用冒泡法将它们从小到大排序，然后输出。 5.用C代码描述以下计算要求： （1）输出一组数组中下标是4的倍数的元素。 (此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 多核编程与并行计算实验报告 姓名： 日期：2014年 4月20日 实验一 // exa1.cpp : Defines the entry point for the console application. // #include"stdafx.h" #include 实验二 // exa2.cpp : Defines the entry point for the console application. // #include"stdafx.h" #include 《Javａ语言程序设计基础教程》 练习思考题参考答案 第1章Java程序设计概述 1、1单项选择题 1.编译Ｊaｖa Aｐplicatioｎ源文件将产生相应得字节码文件,扩展名就是什么 A、、java ???? B、、cｌass ?C、、htｍl??? D、、ｅxe 解答：Ｂ 2．Ｊava语言具有许多优点与特点，下列选项中，哪个反映了Java中“一次编 译，随处运行”得特点. ?A、简单性????B、平台无关性 C、面向对象性???? D、安全性 解答：B 3.Javａ语言具有许多优点与特点，下列选项中，哪个反映了Ｊava中并行机制得 特点。 ?Ａ、多线程???Ｂ、平台无关性 C、面向对象性??? D、安全性 解答:A ４。在Java语言中,下列哪些语句关于内存回收得说明就是正确得? ?A.程序员必须创建一个线程来释放内存； Ｂ.内存回收程序负责释放无用内存; Ｃ.内存回收程序允许程序员直接释放内存; D．内存回收程序可以在指定得时间释放内存对象 解答：B 5.一个Java源文件中最多只能有多少个pｕｂliｃ类。 ?A、1个?B、2个 C、3个? D、任意多个 解答:Ａ ６。下面哪一个不就是Jａｖa语言所具有得特点。 A、没有全局变量,在类得定义外部没有任何得变量定义； ?B、不直接支持指针操作，而使用更安全得引用类型； C、支持子类对父类得多继承; D、具有自动垃圾收集功能； 解答:C ７。下面哪一个不就是Jaｖa开发工具包ＪDＫ得组成部分. ?A、Javａ得编译器； B、Jaｖa得解释器；? ?C、Jａｖa得ＡPI继承类库； ?D、Ｅclｉpse开发工具； 解答：C 8。JDK提供得编译器就是（）。 ?Ａ、jaｖａ、exe???B、jａvac、exe C、jaｖａｐ、exe??? D、ｊavaｗ、exe 解答:B 9。作为Java应用程序入口得mａin方法，其声明格式可以就是（） A、pｕblic voidｍａｉn（Strinｇ［］args) Ｂ、pubｌic ｓｔatic void main(Ｓｔrｉng ［］arｇs） C、public statｉc vｏid Ｍain（Strinｇ* ａrｇs) D、ｐublic ｉnt main(Stｒing ［］argｓ） 解答：B １0.下列说法正确得就是（ A ) Ａ、JAVA程序得ｍaｉn方法必须写在类里面 B、ＪＡVA程序中可以有多个maｉn方法 Ｃ、ＪＡVA程序中类名必须与文件名一样 Ｄ、JAVA程序得maｉn方法中如果只有一条语句，可以不用｛｝（大括号)括起来 １１。下列哪些语句关于Java内存回收得说明就是正确得? ( B） A、程序员必须创建一个线程来释放内存 1、题目:（事件）单击窗体（响应)用输入框输入一自然数，判断就是＂正数”、＂负数或＂零”,并根据输入得数用消息框显示”正数"、”负数”或”零". 2、题目:（事件）单击窗体。（响应）求２０0～３0０之间既能被3整除又能被7整除得数.并求出所有数之与存入变量ＳＵＭ中 3、题目：单击窗体。（响应)已知S=1+1/４+１／9+1/1６+1/25+…+1／1０0，结果输出在窗体上。 4、题目：（事件）单击窗体.（响应）在窗体上打印数列２／1，３／2,5/3,8/5，1３/８…得前10项，并求其与，将与保存在变量s中。 5、题目：（事件）双击窗体。(响应)把一元钞票换成一分、二分与五分得硬币每种至少有一枚)，求出其所有得换法，把结果输出在窗体上。将所有得换法得数目存入变量N中 6、题目:单击窗体。）求１！+２！＋3!+4！＋5!并将结果输出到窗体上。结果存入变量S中 7、题目:（事件）单击窗体。（响应)生成一个一维数组（10个数组元素依此为: ' １5、23、７2、４3、9６、2３、３、65、88、１7 写程序求出这个数组中得最大值、最小值与平均值,并输出在窗体上。将最大值，最小值,平均值分别存入变量Max，Min，Aver中 8、题目:(事件）单击窗体。（响应)在窗体上输出100～２0０之间得所有合数。求出所有数之与存入SUＭ中所谓合数就是指自然数中能被1与本数整除以外，还能被其她数整除得数。 ９、题目：（事件）单击窗体.(响应）求10～20之间所有素数得乘积并输出在窗体上。将结果存入变量L中。 1０、题目：(事件）单击窗体。（响应)求1- 1/2＋1/3 －1/4 +……+ 1／99－1/10０得值。将结果存入变量J中。 １题 ｎ = InputＢoｘ（"输入一个自然数”） If n ＞0 Then rｅsulｔ = ”正数＂ ElseIf n < 0 Ｔhen ｒeｓult = ”负数" ElseIf n ＝ 0 Ｔhen result ＝"零＂ End If MsgＢox "输入得数据”& ｎ＆”为：”＆ rｅsuｌt 2题 Dｉｍ i As Inteｇer Fｏｒ i = 201 To 300 Ｉf ((i Mod 3） = 0) Aｎｄ((i Mod ７) = 0） Tｈen Ｐrinｔ (CStｒ(i)） sum = ｓum + i End Iｆ Ｎeｘt Ｐrint sum 3题 DiｍｉAｓ Inteｇeｒ ｓ = 0 For i = 1 To 1０ s ＝ s + 1 / (i ^ i) Next Print (s) ４题 Ｄim i，ｊ, ｋ， m As Integer s ＝ 0 :i = 2:j = １ For k = 1 To 10 s = s ＋ｉ / j ｍ＝ j Prｉnt (CSｔｒ(i)） & "／" ＆ＣＳtｒ(j) j = i ｉ = i + m Ｎexｔ 5题 Ｄｉｍ i, j，ｋAｓＩnｔegｅr For i = １ To １00 Fｏr j = 1 Ｔo 50 For k = 1 Tｏ 20 If （（i + 2 ＊j ＋ k * 5）＝ 100) Ｔｈｅn Print (CＳｔr(i)） Priｎｔ (CStr（j)） Pｒinｔ（CＳtｒ(k)） n ＝n + １ 面向对象程序设计期末综合练习一（单选题） 单选题 1. C++源程序文件的缺省扩展名为( )。 A. cpp B. exe C. obj D. lik 2. 由C++源程序文件编译而成的目标文件的缺省扩展名为( )。 A. cpp B. exe C. obj D. lik 3. 由C++目标文件连接而成的可执行文件的缺省扩展名为( )。 A. cpp B. exe C. obj D. lik 4. 编写C++程序一般需经过的几个步骤依次是( )。 A. 编译、编辑、连接、调试 B. 编辑、编译、连接、调试 C. 编译、调试、编辑、连接 D. 编辑、调试、编辑、连接 5. 以下标识符中不全是保留字的是（ ）。 A. case for int B. default then while C. bool class long D. goto return char 6. 能作为C++程序的基本单位是( )。 A. 字符 B. 语句 C. 函数 D. 源程序文件 7. 程序中主函数的名字为（ ）。 A. main B. MAIN C. Main D. 任意标识符 8. C++程序的基本模块为（ ）。 A. 表达式 B. 标识符 C. 语句 D. 函数 9. 可用作C++语言用户标识符的一组标识符是( )。 A. void define +WORD B. a3_b3 _123 YN C. for -abc Case D. 2a DO sizeof 10. 存储以下数据，占用存储字节最多的是（ ）。 A. 0 B. …0? C. “0” D. 0.0 11. 程序运行中需要从键盘上输入多于一个数据时，各数据之间应使用( )符号作为分隔符。 A. 空格或逗号 B. 逗号或回车 C. 逗号或分号 D. 空格或回车 12. 设”int a=12;”，则执行完语句”a+=a*a;”后，a 的值是( )。 A. 12 B. 144 C. 156 D. 288 13. 假设在程序中 a 、b 、c 均被定义成整型，所赋的值都大于1，则下列能正确表示代数式abc 1的表达式是( )。 A. 1.0/a*b*c B. 1/(a*b*c) C. 1/a/b/(float)c D. 1.0/a/b/c 14. 设”int a=15,b=26;”，则”cout<<(a,b);”的输出结果是( )。 A. 15 B. 26,15 C. 15,26 D. 26 若有定义int a＝2,b＝2; 则表达式(a++)+(++b) 的值是( )。 A. 5 监听器接口的方法返回值的类型是（）。C. void 在浏览器中执行applet 程序，以下选项中的哪个方法将被最先执行（）。 D. init() 以下哪个不是Java的原始数据类型（） B. Boolean 向Applet传递参数的正确描述是（）。C. C. PARAM name＝"age,value＝20" 阅读下列代码; public class Test{ String s＝"One World One Dream"; public static void main(String args[]){ System.out.println(s); } } 其运行结果是＿ C. 编译时出错//除非创建Text类的对象 如果容器组件p的布局是BorderLayout，则在p的下边中添加一个按钮b，应该使用的语句是（）。 A. p.add(b,"South"); 编译和运行下面的应用程序，并在命令行界面输入12345 ，则回车后屏幕输出的结果是( )。public class A { public static void main(String args[]) throws IOException{ BufferedReader buf＝new BufferedReader( new I nputStreamReader(System.in)); String str＝buf.readLine(); int x＝Integ er.parseInt(str); System.out.println(x/100); } } B. 123 构造函数何时被调用？（） B. 创建对象时 以下哪项可能包含菜单条（）。 D. Frame 计算机的发展按照硬件工艺可以分为 第一代（1946~1958）：电子管数字计算机。 第二代（1958~1964）：晶体管数字计算机。 第三代（1964~1971）：集成电路数字计算机。 第四代(1971年以后）：大规模集成电路数字计算机。 现代计算机发展历程可以分为两个明显的发展时代： 串行计算时代 并行计算时代。 并行计算机是由一组处理单元组成的，这组处理单元通过相互之间的通信与协作，以更快的速度共同完成一项大规模的计算任务。 并行计算机个最主要的组成部分: 计算节点 节点间的通信与协作机制 Flynn根据指令流和数据流的不同组织方式，把计算机系统的结构分为以下四类： 单指令流单数据流（SISD） 单指令流多数据流（SIMD） 多指令流单数据流（MISD） 多指令流多数据流（MIMD） 指令流（instruction stream） 指机器执行的指令序列 数据流（data stream） 指指令流调用的数据序列，包括输入数据和中间结果。 SISD 计算机是传统的顺序执行的计算机 在同一时刻只能执行一条指令(即只有一个控制流)、处理一个数据(即只有一个数据流)。 缺点： 单个处理器的处理能力有限 没有并行计算能力 在MIMD计算机中没有统一的控制部件。 在SIMD机中，各处理单元执行的是同一个程序， 而在MIMD机上，各处理器可以独立执行不同的程序。 MIMD结构比SIMD结构更加灵活。 SIMD计算机用于对不同数据的相同运算（向量和矩阵运算） 而MIMD计算机可以适应更多的并行算法 从系统结构的角度来分类，一般有以下几种： 1）对称多处理器（SMP） 2）分布式共享存储多处理机（DSM） 3）大规模并行处理机（MPP） 4）并行向量处理机（PVP） 5）集群计算机。 一、判断题 1、所谓常量，就是在程序运行过程中其值可以改变的量。（） 2、一个C程序可以由多个源程序文件构成，但其中只能有一个main()函数。（） 3、在C语言中do-while 语句和for循环均是先执行循环体语句，再判断表达式。（） 4、在函数调用中将变量的地址作为实参传递给对应形参时，实现的是单向的值传递。（） 5、C语言中所有字符串都是以‘\0’结束的。（） 6、do-while构成的循环语句中的循环体最少执行1次。（） 7、数组名在C语言中表示的是数组的首地址。（） 8、使用gets()函数输入字符串时可以在字符串中输入空格。（） 9、算术运算符中‘/’的优先级高于‘%’。（） 10、char a[5]；该语句表明数组a中的第五个元素为a[5]。（） 11、C语言源程序文件的扩展名均为.c。（） 12、char a[5]；数组a中有a[1]、a[2]、a[3]、a[4]、a[5]共5个元素。（） 13、C语言程序区分大小写，字符常量必须定义为大写。（） 14、若int i=10,j=2;则执行i*=j+8;后i的值为28。（） 15、若int x=100,y=200;则语句printf("%d",(x,y));输出结果为100。（） 16、c语言中的标识符只能由字母，数字和下划线三种字符组成。（） 17、函数getchar()的作用是：输出一个字符。（） 18、一个C语言程序总是从第一个函数开始执行。（） 19、在c语言中，char型数据在内存中是以ASCII码形式存储的。（） 20、在C语言中switch语句必须使用break语句。（） 二、选择题 1、以下说法正确的是（）。 A、C语言程序总是从第一个函数开始执行。 B、C语言程序中要调用的函数必须在main()函数中定义。 C、C语言程序总是从main()函数开始执行。 多核编程与并行计算实验报告 姓名： 日期：2014年 4月20日 实验一 // exa1.cpp : Defines the entry point for the console application. // #include"stdafx.h" #include 实验二 // exa2.cpp : Defines the entry point for the console application. // #include"stdafx.h" #include 环/球/I T | 计算机教育 2007.7 | 39 ★英特尔多核课程园地★ 《多核程序设计》概述 浙江大学计算机学院 陈天洲 英特尔中国公司大学合作部 曹 捷 王靖淇/文 半导体技术的进步使单芯片多处理器成为现实并推动着多核计算技术的不断进步。浙江大学从2006年开设单独的多核课程，并联合国内五所重点高校设计编写了《多核程序设计》作为该课程的教材，对多核计算技术进行了全面深入的讲解，以期由此完善学生的知识结构。 1 多核计算技术的概述 随着新材料的应用和新技术的发展，VLSI 技术取得长足进步，在单个芯片上集成多个处理器核心构成多核处理器已经成为处理器技术的主流。按计算内核的对等与否，CMP 可分为同构多核和异构多核。计算内核相同，地位对等的称为同构多核。然而，一般认为处理器通用核的数目在超过16个后，再增加通用处理核的数目就难以带来更大的性能提升。于是出现了一些为特别任务专门定制的专用处理核，包括面向科学计算等的“领域专用核”、图形图像处理和数字信号处理(DSP)等“行业专用核”。这些专用核的体系结构利用特定应用的特征进行定制，从而达到定制应用的高性能和高效率。 从2005年出现的英特尔与AMD 的双核处理器、2006年推出的4核处理器到2007年2月英特尔公司展示的80核处理器，处理器中集成核的数目呈现迅速增多的趋势。除此之外，具有更多核和不同功能核的处理器也在研发，例如整合了1025个简单处理器的芯片Kilocore ，包括1024个8位处理器和1个Power PC 核。 伴随着多核处理器的发展尤其是处理器核数目的增加与处理器核功能的变化，在体系结构、软件、 功耗和安全性设计等方面，巨大的挑战也随之而来。处理器的发展使得原有面向单核或者多处理器的软件架构不适于在单芯片多处理器的硬件结构上充分利用多计算核心的能力，需要相应的软件层面的共同发展。为此，软件结构的变化尤其是针对多核硬件体系结构的程序设计成为有效发挥多核计算能力的重要方面。 为了适应技术的发展，为社会培养合格的计算机人才，在大学计算机教学中开设相应的多核计算课程势在必行。计算机方向课程的开设尤其是教材的设计，不仅要注意到满足完善学生知识结构，适应计算机技术迅速发展的情况，同时也需注意到社会对于多核计算技术方面人才的需求，通过合理的设计，满足知识更新与就业两方面的要求。 2 多核课程设计 多核计算技术的发展使得计算机教学发生了变化，这种变化主要来自于多核计算技术所带来的新的知识点。这些新的知识点主要包括：多核SOC 芯片技术；多核芯片与传统单核微处理器、SMP 的区别；多核下的各种硬件设计技术(Cache 与存储一致性、网络互连、IO 管理)；并行体系与多核体系结构；典型多核芯片介绍；嵌入式多核芯片技术；多核平台结构与芯片组支持技术(包括固件技术)；多核操作系统；多核系统软件对并行编程的支持；多线程编程对多核的支持；多核多线程编程技术(主要是关于Windows 与Linux 操作系统)；OpenMP 对多核的支持；多核平台上的编译工具与编译优化技术；多核API 优化函数库；多核多线程程序的性能评测工具与方法。 1、程序设计】 -------------------------------------------------- 功能：用辗转相除法求两个整数的最大公约数。 ------------------------------------------------*/ #include "stdio.h" int gcd(int n,int m) { /*********Begin**********/ int r,t; if(n 选择题:20% 1.下列不是多核处理器的是B A.INTEL酷睿2 E4500 B.AMD闪龙3000+ C.cell处理器 2.若对于一个给定的应用,用串行算法执行的时间为24秒,用并行算法执行的时间为32秒,则加速比为:A A.0.75 B.1.33 C.1 3.OpenMP是哪种并行编程环境的代表? C A.消息传递 B.数据并行 C.共享存储 4.针对“降低处理器二分之一的频率，会增加二分之一的功率消耗”的说法，下面的选项中哪个是正确的：B A、这个说法是正确的 B、这个说法是错误的 C、对于台式机和服务器，这个说法是正确的，但对于笔记本电脑，这个说法是错误的 5.下面是线程创建函数,其中线程函数定义参数是: A HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, SIZE_T dwStackSize, LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, LPVOID IpParameter, DWORD dwCreationFlags, LPDWORD IpThreadId, ); A.lpParamenter B.lpStartSddress C.lpThreadAttributes 填空题:20% 1并行计算机的两个最主要的组成部分是计算节点和节点间的通信与协作机制 2.按计算内核的对等与否,CMP可分为同构多核和异构多核 3.目前比较主流的片上高效通信机制有两种,一种是基于总线共享的cache结构,一种是基于片上的互联结构. 4.进程具有两个明显的特征,一个是资源特征,另一个是执行特征. 5.线程有4个基本状态:就绪,运行,阻塞,终止 判断题10% 1.根据Amdahl定理,程序的加速比决定于串行部分的性能. . T 2.K-路组关联映射策略很容易产生cache颠簸. F 3.在忙等待条件下发生的饥饿,称为"死锁" F 4.在任何一个线程中调用exit将会结束整个进程. . T 5.墙上时间包括:计算CPU时间,通信CPU时间,同步开销时间和进程空闲时间. T 简答题:30% 1.简述什么是cache映射策略及当前的三种cache映射策略. Cache映射策略指的是内存块和cache线之间如何建立相互映射的关系. 实训三 21、声明double a; int b;哪些选项中的表达式能够正确的进行类型转换？ A. a = b B. a = (decimal)b C. a = (int)b D. b = a 22、从下列选项中，选出变量result 的返回值是false 的表达式？ A. bool result = (1 = 1) B. bool result = (4 == 5) C. bool result = (1 != 1) D. bool result = 0; 23、设置int a = 3。从以下选项中，选出所有变量result 的值为true 的表达式？ A. bool result = !(a++ > 3) B. bool result = (++a > 3) C. bool result = (a++ >= 3) D. bool result = (~a == -4) 24、声明int32 a = 3，经过运算int32 b = a | 0xFFFFFFFF，变量 b 的最终值为？ A. -1 B. 4294967295 C. 0 D. 无法编译通过 25、以下表达式中，哪些表达式的最终结果为-1? A. 2 << 1 | -5 B. 3 –6 / 3 C. (float) (-1 / 1) D. ~6 % 3 26、下列关于“||”运算符的描述中,哪些 是正确的? A. “||”运算符执行短路计算。 B. “||”运算符不是关键字。 C. “||”运算符是一种比较运算符。 D. 在使用“||”运算符的运算中，如果结果为真，则运算符左右两边的操作数都为真。 《多核程序设计》概述 陈天洲1 曹捷 王靖淇 (浙江大学计算机学院, 杭州 310027) 摘 要: 随着半导体技术的进步，多核芯片已经成为处理器技术的主流。浙江大学根据多核计算技术的发展趋势，以经典体系理论为基础，以培养动手实践能力为目标，开设了多核课程，并以此进行了教材设计，联合清华大学等高校编写了适合于《多核程序设计》，作为多核计算课程教学设计的一种探索。 关键词: 多核计算;课程设计;教材设计;实践 半导体技术的进步使单芯片多处理器成为现实并推动着多核计算技术的不断进步。浙江大学从2006年开设单独的多核课程，并联合国内五所重点高校设计编写了《多核程序设计》作为该课程的教材，对多核计算技术进行了全面深入的讲解，以期由此完善学生的知识结构。 1 多核计算技术的概述 随着新材料的应用和新技术的发展，VLSI技术取得长足进步，在单个芯片上集成多个处理器核心构成多核处理器[1][2][3]已经成为处理器技术的主流。按计算内核的对等与否，CMP可分为同构多核和异构多核。计算内核相同，地位对等的称为同构多核。然而，一般认为处理器通用核的数目在超过16个后，再增加通用处理核的数目就难以带来更大的性能提升。于是出现了一些为特别任务专门定制的专用处理核，包括面向科学计算等的“领域专用核”、图形图像处理和数字信号处理（DSP）等“行业专用核”[5, 6]。这些专用核的体系结构利用特定应用的特征进行定制，从而达到定制应用的高性能和高效率。 从2005年出现的英特尔与AMD的双核处理器[4]、2006年推出的4核处理器到2007年2月英特尔公司展示的80核处理器，处理器中集成核的数目呈现迅速增多的趋势。除此之外，具有更多核和不同功能核的处理器也在研发，例如整合了1025个简单处理器的芯片Kilocore [7]，包括1024个8位处理器和1个Power PC核。 伴随着多核处理器的发展尤其是处理器核数目的增加与处理器核功能的变化，在体系结构、软件、功耗和安全性设计等方面，巨大的挑战也随之而来。处理器的发展使得原有面向单核或者多处理器的软件架构不适于在单芯片多处理器的硬件结构上充分利用多计算核心的能力，需要相应的软件层面的共同发展。为此，软件结构的变化尤其是针对多核硬件体系结构的程序设计成为有效发挥多核计算能力的重要方面。 为了适应技术的发展，为社会培养合格的计算机人才，在大学计算机教学中开设相应的多核计算课程势在必行。计算机方向课程的开设尤其是教材的设计，不仅要注意到满足完善学生知识结构，适应计算机技术迅速发展的情况，同时也需要到社会对于多核计算技术方面人才的需求，通过合理的设计，满足知识更新与就业两方面的要求。 2 多核课程设计 1收稿日期: 2007-05-16 作者简介: 陈天洲(1970-)，男，浙江，博士，教授，主要研究方向：计算机系统结构、嵌入式系统。 曹捷，男，英特尔中国大学合作部 王靖淇，女，英特尔中国大学合作部 程序设计题 1、题目：(事件)单击窗体(响应)用输入框输入一自然数，判断是"正数"、"负数或"零"，并根据输入的数用消息框显示"正数"、"负数”或"零"。 2、题目：(事件)单击窗体。(响应)求200~300之间既能被3整除又能被7整除的数。并求出所有数之和存入变量SUM中 3、题目：单击窗体。(响应)已知S=1+1/4+1/9+1/16+1/25+…+1/100，结果输出在窗体上。 4、题目：(事件)单击窗体。(响应)在窗体上打印数列2/1,3/2,5/3,8/5,13/8…的前10项，并求其和，将和保存在变量s中。 5、题目：(事件)双击窗体。(响应)把一元钞票换成一分、二分和五分的硬币每种至少有一枚），求出其所有的换法，把结果输出在窗体上。将所有的换法的数目存入变量N中 6、题目：单击窗体。)求1!+2!+3!+4!+5!并将结果输出到窗体上。结果存入变量S中 7、题目：(事件)单击窗体。(响应)生成一个一维数组(10个数组元素依此为： ' 15、23、72、43、96、23、3、65、88、17 写程序求出这个数组中的最大值、最小值和平均值，并输出在窗体上。将最大值，最小值，平均值分别存入变量Max,Min,Aver 中 8、题目：(事件)单击窗体。(响应)在窗体上输出100~200之间的所有合数。求出所有数之和存入SUM中所谓合数是指自然数中能被1和本数整除以外,还能被其他数整除的数。 9、题目：(事件)单击窗体。(响应)求10~20之间所有素数的乘积并输出在窗体上。将结果存入变量L中。 10、题目：(事件)单击窗体。(响应)求1 - 1/2 + 1/3 - 1/4 + …… + 1/99 - 1/100的值。将结果存入变量J中。 1题 n = InputBox("输入一个自然数") If n > 0 Then result = "正数" ElseIf n < 0 Then result = "负数" ElseIf n = 0 Then result = "零" End If MsgBox "输入的数据" & n & "为：" & result 2题 Dim i As Integer For i = 201 To 300 If ((i Mod 3) = 0) And ((i Mod 7) = 0) Then Print (CStr(i)) sum = sum + i End If Next Print sum 3题 Dim i As Integer s = 0 For i = 1 To 10 s = s + 1 / (i ^ i) Next Print (s) 4题 Dim i, j, k, m As Integer s = 0 :i = 2:j = 1 For k = 1 To 10 s = s + i / j m = j Print (CStr(i)) & "/" & CStr(j) j = i i = i + m Next 5题 Dim i, j, k As Integer For i = 1 To 100 For j = 1 To 50 For k = 1 To 20 If ((i + 2 * j + k * 5) = 100) Then Print (CStr(i)) Print (CStr(j)) Print (CStr(k)) n = n + 1 End If Next Next Next 6题 Dim i, j, k As Integer For i = 1 To 5 k = 1 For j = 1 To i 多核编程并不是最近才兴起的新鲜事物。早在intel发布双核cpu之前，多核编程已经在业内存在了，只不过那时候是多处理器编程而已。为了实现多核编程，人们开发实现了几种多核编程的标准。open-mp就是其中的一种。对于open-mp还不太熟悉的朋友，可以参照维基百科的相关解释。 open-mp的格式非常简单，原理也不难。它的基本原理就是创建多个线程，操作系统把这几个线程分到几个核上面同时执行，从而可以达到快速执行代码的目的。比如说，我们可以编写一个简单的例子。 在编写open-mp程序之前，朋友们应该注意下面三点， (1) 使用vs2005或者以上的版本编写open-mp程序； (2) 编写程序的时候，选择【Property Pages】->【Configuration Properties】->【c/c++】->【language】->【OpenMp Support】，打开开关； (3) 添加#include 《多核架构及编程技术》设计报告 基于OpenMP的二维方阵相乘及 基于IPP的函数DFT及反变换 学院：电子信息学院 专业：通信工程 学号： 2011301200237 姓名：叶子童 指导老师：谢银波 时间： 2013年6月 基于OpenMP的二维方阵相乘 姓名：叶子童专业：通信工程学号：2011301200237 指导教师：谢银波 [设计原理] 声明3个800阶的矩阵，用srand函数对A,B矩阵随机赋值，在主程序中用3个for循环来进行计算，用OpenMP实现循环并行化，用clock（）函数统计运算时间并输出时间及C矩阵。 [主要功能] 计算2个随机生成的800阶二维矩阵相乘的结果，统计运算时间并输出结果矩阵。 [设计的主要内容] 实验代码为： #include"stdafx.h" #include int main() { int i, j, t, k; double duration; clock_t start, finish; for (int i=0;i<800;i++) for (int j=0;j<800;j++) a[i][j]=rand()%100; //随机产生-100的随机整数 for (int i=0;i<800;i++) for (int j=0;j<800;j++) b[i][j]=rand()%100; start=clock(); #pragma omp parallel shared(a,b,c) private(i,j,k) #pragma omp for schedule(dynamic) //循环动态分割成大小为chunk的块，动态分割给线程for(i=0;i<800;i++) { for(j=0;j<800;j++) { c[i][j]=0; for(k=0;k<800;k++) { c[i][j]+=a[i][k]*b[k][j]; } } } printf( "Time to do the calculate is "); finish = clock(); duration = (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC; printf( "%2.6f seconds\n", duration ); Sleep(2000); for(i = 0;i < 800;i++) { for(j = 0;j < 800;j++) { printf("%d ",c[i][j]); } printf("\n"); } return 0; } 输出的运算时间为3.483s。程序设计基础上机考试题库
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