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2024-2025学年下学期期末

2025春季学期并行程序设计期末考试试卷（回忆版）​

选择题​

选择题都较简单, 不做记录.

填空题​

  1. 均匀储存访问模型中, 处理器访问储存器的时间____, 物理储存器被所有处理器____, 每台处理器带____缓存.

  2. MPI的点到点通信模式包括：标准通信____, ____, ____, ____.

  3. 四种循环转换包括：循环交换, 循环分块, ____, ____.

  4. MPI集合通信的三个主要功能是：通信, ____, ____.

简答题​

  1. 简述 OpenMP 的 Fork-Join 工作模式.

  2. 分布式内存系统与共享内存系统的核心区别是什么?

  3. MPI阻塞接收与非阻塞接收的区别是什么?

  4. 临界区嵌套会导致什么问题? 如何解决?

  5. 简述信号量（Semaphore）实现 Barrier 的方法.

编程题​

  1. 哲学家用餐问题, 如何用互斥锁与信号量解决哲学家用餐问题, 保证不会出现死锁和饥饿? （注：此题只需写伪代码, 不需要严格的参照接口定义）

  2. 多个进程分别拥有私有的数组, 现在要计算各个进程中所有数组元素的平均值.

    使用MPI_Allreduce实现函数void Global_average(double loc_arr[], int loc_n, MPI_Comm comm, double* global_avg), 先计算局部总和与元素总数, 再归约计算全局总和与总元素数, 最后算平均值, 运行结束后所有进程中的global_avg都应该储存相同的结果, 即全局平均值.

    （其中loc_arr[]为每个进程拥有的局部数组, loc_n 为局部数组的大小, comm 为通讯器, global_avg 储存最终结果）

    （注：本题下方提供了会用到的 MPI 函数定义以供查阅, 不需要特意背诵接口. 不过奇怪的是考试中唯独没有提供 MPI_Allreduce 的定义, 比较诡异）