Ответы к тесту/контрольной: Архитектура параллельных вычислительных систем

Рассмотрите перспективы применения высокопараллельных архитектур вычислительных систем со специальной топологией связей, исключающей оперативный обмен "каждый с каждым". Каковы перспективы применения высокопараллельных вычислительных систем со специальной топологией оперативных связей для решения задач моделирования нейронных сетей, в частности, - распознавания зрительных образов?

Два процессора коммутации одновременно начинают выполнять программы в виртуальных адресах решающего поля. Составьте план программы их совместного выполнения по тактам, представив, как адресный генератор предлагает им физические адреса буферных регистров 1×abv12+v1cv23×v2ev3 1+dfv12:v1Lv23×v2kv3

Рассмотрите возможности оптимизации программы сортировки. Возможна ли более компактная запись программы (с минимальным количеством NOP) при одновременной сортировке двух массивов?

Произведите обоснование предпочтительной формы представления алгоритма для оптимизации программы ВС, управляемой в каждом такте. Какие существуют возможности реализации условных выражений в составе арифметических операторов?

Переведите выражение арифметического оператора в ПОЛИЗ и, используя неограниченное количество регистров для хранения промежуточных результатов, составьте программу счета в трехадресной системе команд. X := (a+ b)× (a: c – d)

Составьте программу для процессора VlIW-архитектуры задачиab+ c× de- × f× ЗпАпри условии: данные находятся в регистровой (сверхоперативной) памяти; результат сложения можно использовать через 1 такт, результат умножения – через 2 такта, деления – через 3 такта; в составе АЛУ (в числе других) содержится 2 ИУ сложения, 2 умножения, одно деления. За сколько тактов, не считая записи, выполняется программа?

По программам в трехадресной системе команд составить матрицу следования работ и восстановить вид информационного графа. Считать время сложения (вычитания) одной условной единицей, умножение производится за две условные единицы, деление – за четыре. Какова длина критического пути в графе? 1+abc2-def3×cgh4+afc5:deh

На каких уровнях практически реализуется распараллеливание вычислений в сверхпроизводительных ВС?

Для задачи A:x×if a>b then(c+d):f else c+(a×f);B:=ifA>0 then a×b:f else A×(c+f)представьте программы линейных участков в безадресной форме. Составьте план использования неограниченного числа быстрых регистров (СОЗУ) для хранения промежуточных результатов счета. Сколько регистров потребуется?

Рассмотрите принципы параллельных вычислений, лежащие в основе асинхронной вычислительной системы. В чем заключается компромисс между "Фон-Неймановской" и "не-Фон-Неймановской" архитектурами, осуществленный в ПВС?

Рассмотрите принципы параллельных вычислений, лежащие в основе асинхронной вычислительной системы. Как обеспечивается виртуальный вычислительный ресурс при много процессорной комплектации системы?

Какие операторы из приведенных последовательностей могут быть выполнены одновременно? 1. a := x22. b := a+b3. a : =a×c

На основе систолической матрицы операцию умножения двух 16-разрядных кодов можно свести к четырем умножениям 8-разрядных кодов по схеме, показанной на примере:А692 ВС34 = (А600ВС00) + (А500 34) + (92 ВС00) + (92 34). Загружая конвейер четыре такта подряд (в процессе умножения векторов с длиной, равной четырем), необходимо на его выходе обеспечить накопление результата в соответствии с относительным смещением промежуточных результатов.Составьте проект универсального параллельного конвейера АЛУ, реализующего операции сложения и умножения 16-разрядных кодов на систолической матрице процессорных элементов, основной операцией которых является сложение 8-разрядных чисел.Каковы должны быть размеры систолической матрицы для выполнения этих двух операций?Составьте временную диаграмму выполнения последовательности двух операций и определите задержку начала выполнения второй операции. Последовательно выполняются операции:1. a + b = c2. c d = f

Проанализируйте средства языковой поддержки, использующиеся в процессорах высокопроизводительных вычислительных систем. Какие преимущества обеспечивает стековый механизм выполнения процедур?

Чем отличаются векторные вычислительные системы от векторно-конвейерных?

Задан трехмерный массив A[0:10; 0:10; 0:10]. Адрес начала равен 10 (в десятичной системе счисления). Найдите адрес элемента a[4, 3, 4].

Рассмотрите проблемы когерентности кэшей. Как реализуется когерентность кэшей на основе принципа data flow?

Как производится загрузка исполнительных устройств распределенного вычислительного ресурса в процессорах VLIW- и EPIC-архитектуры?

С помощью пятиадресной команды if-then-else составьте программу коммутации для счета значения выражения: X = b×if (d+ c) >a then if e >b then A else B else 0

Процессор, выполняя программу коммутации, встречает цикл. Воспроизводит он этот цикл, многократно повторяя анализ его тела, или ограничивается однократным анализом?

Два процессора коммутации одновременно начинают выполнять программы в виртуальных адресах решающего поля. Составьте план программы их совместного выполнения по тактам, представив, как адресный генератор предлагает им физические адреса буферных регистров 1×abv12+v1v3v23×v2ev3 1+dfv12:v1Lv23×v2kv3

Рассмотрите перспективы применения высокопараллельных архитектур вычислительных систем со специальной топологией связей, исключающей оперативный обмен "каждый с каждым" Как могут использоваться систолические вычисления в однородных вычислительных средах?

АЛУ содержит два ИУ сложения, два – умножения, два канала обмена с памятью. Сложение выполняется за 2 такта, умножение – за 3. Все элементы массива A = {a1, a2,…} находятся по одной формуле. Составьте оптимальную программу одновременного вычисления двух элементов массива. aj=(bj+c)×(aj+d)

Ответьте на вопросы обоснования методов компоновки "длинных" командных слов (широкой команды - по другой терминологии) в архитектурах ВС, управляемых в каждом такте. Проведите обоснование выполнения компоновки "длинных" командных слов внутри непрерываемых участков программы

Используя команду if-then-else и трехадресную систему команд, составьте программу счета значения выраженияa× if b > 0 then (c+ d)× x else (e+ f)Задержки выполнения команд из-за связности данных выполняются автоматически

Каковы предпосылки разработки мультипроцессора в составе внешних устройств персонального компьютера или рабочей станции сети?

Пусть в трехадресной системе команд КОП А1 А2 А3 КОП – код операции, А1 и А2 – адреса операндов, А3 – адрес результата. Каждая операция выполняется за одну условную единицу времени, допуская использование результата в следующей команде. Написать программу и определить время ее параллельного выполнения для данного выражения, считая, что команды выполняются по схеме data flow, т.е. тотчас же, как только для них окажется рассчитанной информация, и при условии, что для их выполнения всегда есть свободные процессоры. P= (x×y+z)+(p+q)×(l+m)

Определите количество скоммутированных операций для нахождения скалярного произведения массивов длины n, если решающее поле содержит 4 ПЭ. Считывание и организацию цикла не рассматривать. За сколько тактов выполнятся операции? n = 8

Рассмотрите принципы параллельных вычислений, лежащие в основе асинхронной вычислительной системы. Каким образом в асинхронной ВС удается избежать жесткого порядка обращения к памяти данных на фоне асинхронных вычислений?

Каковы основные современные принципы конструирования мультимикропроцессорных систем?

С увеличением списка свободных регистров и со снижением количества случаев их повторного использования возрастают ли возможности распараллеливания?

Рассмотрите возможные средства синхронизации параллельных вычислений в ВС SPMD-архитектуры. Применение механизмов синхронизации, в свою очередь, должно также быть синхронным. Какие механизмы синхронизации выполнения программ используются в ВС SPMD-архитектуры?

Рассмотрите способы оптимизации загрузки процессоров, применение которых становится возможным в ВС SPMD-архитектуры с малыми накладными расходами на организацию параллельных вычислений. Зачем в базе знаний хранятся все промежуточные варианты построения логических цепочек?

Рассмотрите возможные средства синхронизации параллельных вычислений в ВС SPMD-архитектуры. Как реализуется механизм предикатов?

Рассмотрите проблемы когерентности кэшей. Как механизм закрытия адресов влияет на механизм когерентности кэшей?

Рассмотрите способы оптимизации загрузки процессоров, применение которых становится возможным в ВС SPMD-архитектуры с малыми накладными расходами на организацию параллельных вычислений. Почему работы распределяются между процессорами так, чтобы каждый процессор удлинял очередную логическую цепочку базы знаний всего на один элемент?

Правильно ли (без тупиков) выполнится общая для всех процессоров монопрограмма на четырех процессорах с номерами 0, 1, … ВС SPMD-архитектуры? КОПА1А2А3СИНХЗАКРА×2A[i]