Ответы на вопросы из коллекции "Основы параллельных вычислений"

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:

• сравнить результаты и оценить точность используемых в системе теоретических моделей времени выполнения параллельных алгоритмов
• осуществить настройку параметров удаленного кластера
• настроить параметры моделей, используемых в системе ПараЛаб

Расписание параллельных вычислений определяет:

• время начала выполнения каждой операции
• длительность выполнения каждой операции
• процессоры для выполнения каждой операции

При проведении серии экспериментов системой ПараЛаб может автоматически варьироваться:

• количество процессоров
• метод решения задачи
• объем исходных данных задачи

Для мультипроцессоров с распределенной общей памятью:

• возникают проблемы организации прямого доступа к распределенной общей памяти
• возникают проблемы эффективного использования распределенной памяти
• возникают проблемы с использованием большого количества процессоров

В классификации Флинна многопроцессорные вычислительные системы:

• образуют отдельный класс вычислительных систем
• не принадлежат ни к одному классу вычислительных систем
• входят во все имеющиеся классы вычислительных систем

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

• модифицированная каскадная схема
• обычная каскадная схема
• обе схемы каскадных вычислений

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):

• 6
• 7
• 8

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

• топология гиперкуб,
• топология линейка
• топология полный граф

Кластерные системы конструируются из:

• типовых компьютерных элементов
• специализированных процессоров
• типовых процессоров, соединенных специализированной сетью передачи данных

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

• без задержек при передаче, но с возможными блокировками при приеме
• без задержек, как при передаче, так и при приеме данных
• с блокировками, как при передаче, так и при приеме данных

Выбор способа разделения вычислений на независимые части основывается:

• на анализе графа "процессы – каналы"
• на анализе вычислительной схемы решения исходной задачи
• на результатах вычислительных экспериментов

Какие топологий сети не поддерживает система имитационного моделирования ПараЛаб:

• звезда
• гиперкуб
• полный граф

Разработка параллельных алгоритмов включает в себя этапы:

• выделения подзадач, определения информационных зависимостей, масштабирования и распределения подзадач по процессорам вычислительной системы
• написания программного кода, распределения исполняемых модулей по узлам вычислительной системы и проведения вычислительных экспериментов
• анализа подзадач и распределения подзадач по процессорам вычислительной системы

В модифицированной каскадной схеме:

• обычная каскадная схема используется на втором этапе вычислений
• обычная каскадная схема используется на первом этапе вычислений
• обычная каскадная схема используется на первом и втором этапах вычислений

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

• доступ к данным осуществляется при помощи операций передачи данных
• обеспечивается доступ только к локальной памяти процессоров
• доступ к распределенной памяти обеспечивается на аппаратном уровне

В законе Амдаля:

• не учитывается возможность дополнительных затрат на организацию параллельных вычислений (например, для передачи данных между разными процессорами)
• не учитывается наличие последовательных вычислений, которые не могут быть распараллелены
• учитываются затраты на передачу данных между разными процессорами

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

• топология полное двоичное дерево
• топология двумерный решетка-тор
• топология полный граф

Основным показателем успешности выполнения этапа распределения подзадач между процессорами является:

• относительная доля времени, в течение которого процессоры использовались для вычислений
• минимальная загруженность процессоров в процессе вычислений
• минимальная загруженность сети передачи данных в процессе вычислений

В модифицированной каскадной схеме для задачи суммирования последовательности чисел:

• максимально возможная эффективность уменьшается при увеличении числа суммируемых значений
• максимально возможное ускорение увеличивается при увеличении числа суммируемых значений
• максимально возможное ускорение постоянно увеличивается при увеличении количества используемых процессоров

Граф информационных зависимостей:

• зависит от алгоритма решения задачи
• зависит только от решаемой задачи
• не зависит от алгоритма решения задачи

Среди рассмотренных в лекции типовых топологий приведены:

• топологии решетка и гиперкуб
• топологии линейка, кольцо и полный граф
• топологии дерево и тор

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

• выделения подзадач одинаковой вычислительной сложности
• описания параллельной программы на стадии выполнения
• детализированного представления графа информационных зависимостей

К числу характеристик топологии сети передачи данных относятся:

• диаметр и стоимость
• среднее, минимально и максимальное количество линий связи для каждого процессора
• связность и ширина бинарного деления

В модели вычислений дуги графа определяют:

• зависимость операций по операндам
• распределение операций между процессорами
• наличие каналов передачи данных между процессорами

Ускорение параллельных вычислений – это:

• отношение времени параллельного алгоритма ко времени последовательного решения задачи
• отношение времени последовательного алгоритма ко времени параллельного решения задачи
• отношение времени последовательного алгоритма ко времени параллельного решения задачи при использовании максимально возможного количества процессоров

Качество разрабатываемых параллельных методов определяется:

• значениями показателей ускорения, эффективности и масштабируемости
• числом процессоров, на которое рассчитан алгоритм, используемой топологией сети передачи данных
• только значением ускорения

Этап распределения подзадач между процессорами является избыточным, если:

• количество подзадач больше числа имеющихся процессоров, а топология сети передачи данных представляет собой полный граф
• количество подзадач совпадает с числом имеющихся процессоров, а топология сети передачи данных представляет собой полный граф
• количество подзадач совпадает с числом имеющихся процессоров, а топология сети передачи данных представляет собой гиперкуб

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

• обработка графов
• решение системы линейных уравнений
• интегрирование уравнений математической физики
• символьные вычисления

При уменьшении числа используемых процессоров время выполнения алгоритма:

• уменьшается пропорционально величине уменьшения количества процессоров
• увеличивается пропорционально величине уменьшения количества процессоров
• увеличивается пропорционально квадрату величины уменьшения количества процессоров

Эксперименты в режиме имитации в системе ПараЛаб возможно проводить:

• в активном окне с приостановкой вычислений после каждой итерации применяемого алгоритма
• одновременно в нескольких определенных пользователем окнах
• одновременно во всех окнах вычислительных экспериментов

На каких топологиях сети в системе ПараЛаб реализована быстрая сортировка:

• гиперкуб
• кольцо
• линейка

В статической схеме передачи данных:

• моменты и участники информационного взаимодействия фиксируются на этапах проектирования и разработки параллельных программ
• структура операции передачи данных определяется в ходе выполняемых вычислений
• взаимодействия могут быть, как определенны на этапе проектирования, так и определяться в ходе выполнения вычислений

Режим разделения времени:

• может быть использован для начальной подготовки параллельных программ
• не может быть использован при организации параллельных вычислений
• является основным режимом для организации параллельных вычислений,

К числу параметров вычислительной системы в системе ПараЛаб относятся:

• топология
• количество линий связи между процессорами
• характеристики протокола передачи данных

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

• накопленные результаты выполненных экспериментов
• теоретические оценки, применяемые в системе ПараЛаб
• теоретические оценки, определенные пользователем системы

К основным преимуществам кластерных вычислительных систем относится:

• обеспечение высокой производительности при достаточно низкой стоимости
• возможность модернизации и расширения аппаратного обеспечения
• построение из типовых элементов аппаратного и программного обеспечения

Доля последовательных вычислений, рассматриваемая в законе Амдаля:

• является постоянной
• может зависеть от используемого параллельного метода
• может уменьшаться при повышении вычислительной сложности решаемой задачи

Мультипроцессоры с единой общей памятью обеспечивают:

• однозначность содержимого разных кэшей
• однозначность содержимого регистров разных процессоров
• одновременность выполнения команд разных процессоров

Кластерные вычислительные системы:

• не входят в список TOP500 самых высокопроизводительных систем
• составляют большинство в списке TOP500 самых высокопроизводительных систем
• представлены небольшим числом систем в списке TOP500 самых высокопроизводительных систем

Под мультипроцессором понимается:

• многопроцессорная вычислительная система с общей разделяемой памятью
• многопроцессорная вычислительная система с общей разделяемой памятью с обязательным обеспечением однозначности (когерентности) кэш памяти всех процессоров
• многопроцессорная вычислительная система с общей разделяемой памятью, для которой обеспечивается возможность однородного (с одинаковым временем) доступа

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:

• 7/6
• 5/9
• 1/5

Для графа информационных зависимостей предполагается:

• вычислительные операции могут иметь не более двух операндов
• время передачи данных между процессорами не учитывается
• время выполнения вычислительных операций является одинаковым

Кластерные системы являются эффективными для вычислений:

• с низкой интенсивностью потоков передачи данных
• при оптимальной балансировке вычислений при любой интенсивности потоков передачи данных
• при любых параллельных алгоритмах

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

• пошаговый
• выполнение серии экспериментов
• блочное выполнение итераций алгоритмов

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

• гиперкуб
• кольцо
• полный граф

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

• изменять масштаб отображения графиков
• просматривать результаты экспериментов как из активного окна, так и из всех окон
• изменять вид зависимости, отображенной на листе графиков

Вычислительный эксперимент в системе ПараЛаб – это:

• демонстрация процесса решения задачи в режиме имитации параллельных вычислений
• выполнение параллельной программы при использовании только одного процессора
• выполнение параллельной программы на реальной многопроцессорной вычислительной системе

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

• редким операциям передачи сообщений большего размера по сравнению с частыми пересылками данных небольшого объема
• частым операциям передачи сообщений большего размера
• частым операциям передачи сообщений небольшого размера по сравнению с редкими пересылками данных большого объема

Канал передачи данных можно рассматривать как:

• стек сообщений, в который один или несколько процессов могут отправлять пересылаемые данные и из которого процесс-адресат может извлекать сообщения, отправляемые другими процессами
• очередь сообщений, в которую только один процесс может отправлять пересылаемые данные и из которой процесс-адресат может извлекать сообщения, отправляемые другими процессами
• очередь сообщений, в которую один или несколько процессов могут отправлять пересылаемые данные и из которой процесс-адресат может извлекать сообщения, отправляемые другими процессами

Граф "подзадачи – сообщения" представляет собой:

• агрегированное представление графа информационных зависимостей
• агрегированное представление графа "процессы – каналы"
• детализированное представление графа информационных зависимостей

Масштабирование разрабатываемого параллельного алгоритма это процесс:

• увеличение и уменьшение числа процессоров, на которое рассчитан алгоритм
• укрупнения и детализации подзадач
• укрупнения и детализации информационных связей

В задаче суммирования последовательности чисел:

• время вычислений в модифицированной каскадной схеме суммирования превышает время вычислений в каскадной схеме суммирования
• эффективность параллельных вычислений в каскадной схеме суммирования и в модифицированной каскадной схеме суммирования является одинаоковой
• время вычислений в каскадной схеме суммирования превышает время вычислений в модифицированной каскадной схеме суммирования

Для заданного графа информационных зависимостей можно получить:

• верхнюю оценку времени выполнения параллельного алгоритма
• минимально возможное время выполнения параллельного алгоритма
• максимально необходимое количество процессоров для выполнения параллельного алгоритма

Модель вычислений – это:

• циклический ориентированный граф
• ациклический ориентированный граф
• бинарное дерево

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:

• 6
• 5
• 8

Эффективность параллельных вычислений – это:

• величина достижимости максимально возможного ускорения вычислений
• ускорение вычислений, усредненное на количество используемых процессоров
• ускорение вычислений при использовании максимально возможного количества процессоров

Кластерные системы относятся к:

• мультикомпьютерам
• симметричным мультипроцессорам
• мультипроцессорам

Симметричные мультипроцессоры обеспечивают:

• однородный доступ к распределенной оперативной памяти
• неоднородный доступ к оперативной памяти
• однородный доступ к оперативной памяти

Под мультикомпьютером понимается:

• многопроцессорная вычислительная система с распределенной памятью, в которой для передачи данных между процессорами применяются специализированные быстродействующие линии связи
• многопроцессорная вычислительная система с распределенной памятью, в которой между любыми двумя процессорами имеется прямая линия связи
• многопроцессорная вычислительная система с распределенной памятью

В классификации Флинна многопроцессорные вычислительные системы характеризует:

• один поток команд, множественный поток данных
• множественный поток команд, множественный поток данных
• множественный поток команд, один поток данных

Какую компьютерную систему можно отнести к суперкомпьютерам:

• систему, способную решать сложные вычислительные задачи
• систему с максимально-достижимыми на данный момент времени показателями производительности
• компьютер, производительность которого превышает величины в 1 Tflops

В чем состоят необходимые условия для возможности организации параллельных вычислений:

• наличие сети передачи данных между процессорами
• организация режима разделения времени
• избыточность вычислительных устройств и независимость их функционирования

Под процессом понимают:

• 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
• процедуру отправки или приема сообщений, при которой один или несколько процессов могут отправлять пересылаемые данные
• выполняемое на вычислительной установке множество задач, относящихся к решению определенной проблемы

Для локальной схемы передачи данных характерно:

• отсутствие взаимодействия между подзадачами
• выполнение взаимодействий только с соседними подзадачами
• выполнение взаимодействий только между небольшим числом подзадач, располагаемых, как правило, на соседних процессорах

В модели вычислений вершинами графа являются:

• операции
• процессоры
• операнды

Распределенные вычислительные системы:

• не могут быть использованы для организации параллельных вычислений
• ориентированы на проведение параллельных вычислений
• могут быть использованы для параллельных вычислений только для программ с низкой интенсивностью потоков межпроцессорных передач данных

Управление распределением нагрузки для процессоров необходимо:

• для вычислительных систем с распределенной памятью и для систем с общей памятью
• для вычислительных систем с общей памятью
• для вычислительных систем с распределенной памятью

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

• решетка
• полный граф
• кольцо

Закон Амдаля позволяет получить:

• нижнюю оценку возможного ускорения вычислений
• среднюю оценку возможного ускорения вычислений
• верхнюю оценку возможного ускорения вычислений

Каскадная схема используется для:

• вычисления всех частных сумм последовательности числовых значений
• вычисления суммы последовательности числовых значений
• вычисления всех частных сумм последовательности числовых значений при четном количестве суммируемых элементов

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

• одновременный запуск нескольких экспериментов
• средства для отображения результатов всех проведенных экспериментов
• пошаговый режим исполнения задач

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

• информационные связи между подзадачами были бы максимальными
• загруженность процессоров была бы минимальной
• информационные связи между подзадачами были бы минимальными

Стоимость вычислений - это:

• произведение времени параллельного решения задачи на показатель эффективности вычислений
• произведение времени параллельного решения задачи на число используемых процессоров
• произведение времени последовательного алгоритма на число используемых процессоров

Вычисления на мультипроцессорах с единой общей памятью:

• в обязательном порядке требуют синхронизации
• не требуют синхронизации
• могут потребовать синхронизации

Для постановки задачи в системе ПараЛаб необходимо выбрать:

• объем исходных данных
• метод решения задачи
• тип задачи

Граф "процессы – каналы" используется:

• для описания параллельного алгоритма на этапе проектирования
• для описания параллельной программы на стадии выполнения
• для детализированного представления графа информационных зависимостей

В рассмотренной лекции к числу суперкомпьютеров относятся:

• AC3 Velocity, Thunder
• NCSA NT, Beowulf
• ASCI White, BlueGene

Типовые топологии сети передачи данных определяются:

• с учетом возможности технической реализации и эффективного использования при решении вычислительно-трудоемких задач
• только с учетом возможности технической реализации
• только с учетом возможности эффективного использования при решении вычислительно-трудоемких задач

Какие режимы передачи данных поддерживает система имитационного моделирования ПараЛаб:

• побайтная передача данных
• передачи сообщений
• передачи пакетов

Для графа информационных зависимостей:

• расписание параллельных вычислений определяется однозначным образом
• может быть сформировано несколько расписаний параллельных вычислений
• может быть сформировано только одно расписание

Минимально возможное время выполнения параллельного алгоритма:

• определяется количеством вершин графа информационных зависимостей
• определяется длиной максимального пути графа информационных зависимостей
• определяется количеством дуг графа информационных зависимостей

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

• в режиме удаленного доступа к многопроцессорному вычислительному кластеру
• в режиме имитации параллельных вычислений на обычном последовательном компьютере без использования дополнительных программных средств с визуализацией процесса решения
• в режиме локальных параллельных вычислений на последовательном компьютере пользователя с использованием библиотеки передачи сообщений MPI

При составлении расписания параллельных вычислений:

• к моменту выполнения операции все необходимые данные уже должны быть вычислены
• вычислительные операции могут выполняться в порядке нумерации
• к моменту выполнения операции должна быть вычислена часть необходимых данных

Разделение многопроцессорных систем на мультипроцессоры и мультикомпьютеры основывается:

• на количестве имеющихся в системах процессоров
• на топологиях сети передачи данных
• на способах доступа к оперативной памяти

Под кластером обычно понимается:

• множество отдельных компьютеров, объединенных в локальную вычислительную сеть
• множество отдельных компьютеров, объединенных в сеть, для которых при помощи специальных аппаратно-программных средств обеспечивается возможность унифицированного управления, надежного функционирования и эффективного использования
• множество отдельных компьютеров, подключенных к сети Интернет

В основе классификации вычислительных систем в систематике Флинна используются:

• показатели производительности вычислительных систем
• понятия потоков команд и данных
• количество имеющихся процессоров и принцип разделения памяти между процессорами

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

• теоретические оценки, применяемые в системе ПараЛаб
• накопленные результаты выполненных экспериментов
• теоретические оценки, определенные пользователем системы

Для мультипроцессоров с распределенной общей памятью время доступа к памяти:

• зависит только от интенсивности выполнения операций доступа к памяти
• может различаться для разных областей памяти
• является одинаковой для всех областей памяти

В каскадной схеме для задачи суммирования последовательности чисел:

• максимально возможное ускорение увеличивается при увеличении числа суммируемых значений
• максимально возможное ускорение постоянно увеличивается при увеличении количества используемых процессоров
• максимально возможная эффективность уменьшается при увеличении числа суммируемых значений

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

• топология гиперкуб
• топологии дерево
• топология кольцо