Ответы на контрольные вопросы по лекциям АиПОВС, Вычислительные системы, Параллельное программирование.. Лекции 1 Вопрос Приведите классическую архитектуру эвм (архитектуру фон Неймана)

• Название: Лекции 1 Вопрос Приведите классическую архитектуру эвм (архитектуру фон Неймана)
• Анкор: Ответы на контрольные вопросы по лекциям АиПОВС, Вычислительные системы, Параллельное программирование
• Дата: 31.01.2022
• Размер: 0.7 Mb.
• Имя файла: PP_Otveti_na_kontr_voprosi.docx
• Тип: Лекции; #347244

Дисциплина “АиПОВС” («Вычислительные системы»).

Ответы на контрольные вопросы по лекции № 1

Вопрос 1. Приведите классическую архитектуру ЭВМ (архитектуру фон Неймана).

Архитектура звезда. Здесь процессор ЦУ соединен непосредственно с ВУ и управляет их работой.

Вопрос 2. К каким вычислительным системам по характеру пространственного распределения элементов относятся многопроцессорные вычислительные системы?

Как правило, многопроцессорные системы относятся к системам локального типа.

Вопрос 3. Опишите мультипрограммный режим работы вычислительной системы.

Мультипрограммный режим повышает производительность ЭВМ за счет увеличения числа задач, решаемых ЭВМ в течении некоторого промежутка времени, путем прерывания выполнения одной программы для перехода к выполнению другой с последующим возвратом к прерванной программе.

Вопрос 4. Перечислите признаки, по которым классифицируют вычислительные системы.

Отношение стоимость/производительность, надежность и отказоустойчивость, масштабируемость, совместимость и мобильность ПО.

Вопрос 5. Какие процессоры входят в состав однородных вычислительных систем?

Однотипные ЭВМ и процессоры.

Вопрос 6. Какая сложная задача называется сильно связанной?

Все элементы ее матрицы связности S не равны нулю.

Вопрос 7. Какие вычислительные системы используются в основном для решения задач, распараллеливающихся на независимые ветви?

Многомашинные или распределенные ВС.

Вопрос 8. Чем характеризуется неоперативный режим работы вычислительной системы?

Такой режим работы не описывается в лекции (либо его нет).

Вопрос 9. Приведите магистральную архитектуру ЭВМ.

Процессор(ы) и блоки памяти (ОП) взаимодействуют между собой и с ВУ (контроллерами) через внутренний канал, общий для всех устройств (машины DEC, IBM PC – совместимые ПЭВМ). Совокупность линий магистрали разделяются на отдельные группы – шину адреса, шину данных и шину управления.

Вопрос 10. Перечислите принципы фон Неймана.

Принципы программного управления, однородности памяти и адресности.

Вопрос 11. В чем заключается закон Густафсона?

Наращивание общего объема программы касается главным образом распараллеливаемой части программы.

Вопрос 12. Противоречит ли закон Густафсона закону Амдала?

Нет.

Вопрос 13. Какая должна быть максимальная доляпоследовательных вычислений в программе, чтобы было возможно получить наперед заданное ускорение счета с максимальным коэффициентом распараллеливания?

Максимальная доляпоследовательных вычислений в программе должна быть больше 0.

Вопрос 14. Какие процессоры входят в состав неоднородных вычислительных систем?

Разнотипные.

Вопрос 15. Приведите график зависимости ускорения от числа процессоров.



Вопрос 16. Какие простые задачи называются связанными?

Две и более простые задачи называются связанными, если данные одной задачи используются не только в собственном, но и в вычислительном процессе какой-нибудь задачи.

Вопрос 17. Опишите понятие крупнозернистого параллелизма.

Каждая ветвь параллельной программы достаточно независима от остальных, причем требуется относительно редкий обмен информацией между отдельными ветвями. Ветви могут включать сотни тысяч команд.

Вопрос 18. Опишите централизованную вычислительную систему.

Архитектура звезда (классическая фон Неймана). Здесь процессор ЦУ соединен непосредственно с ВУ и управляет их работой.

Вопрос 19. Что определяет архитектура компьютера?

Принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, ОЗУ, ОП, внешних ЗУ и периферийных устройств.

Вопрос 20. Для чего необходимы интерфейсы в ЭВМ?

Каналы связи служащие для сопряжения центральных узлов машины с ее внешними устройствами.

Дисциплина “АиПОВС”. Ответы на контрольные вопросы по лекции № 2

Вопрос 1. Классификация Джонсона для систем МКМД по Флинну.

Общая память – разделяемые переменные/передача сообщений,

Распределенная память – разделяемые переменные/передача сообщений,

Архитектуры с передачей сообщений.

Вопрос 2. Что такое “Вычислительная система”?

Совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и ПО, предназначенная для сбора, хранения, обработки и распределения информации.

Вопрос 3. Дайте описание многопроцессорной вычислительной системы.

Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков данных и много потоков команд.

Вопрос 4. Что позволяет достичь наличие в вычислительной системе несколько путей передачи данных?

Позволяет достичь необходимой надежности функционирования, гибкости и адаптируемости к конкретным условиям работы.

Вопрос 5. Почему уровни комплексирования получили название логических?

Потому что объединяют на каждом уровне разнотипную аппаратуру, имеющую сходные методы управления.

Вопрос 6. Дайте описание многомашинной вычислительной системы.

Здесь несколько процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей оперативной памяти, а имеют каждый свою (локальную).

Вопрос 7. Какой логический уровень комплексирования позволяет создавать многопроцессорные вычислительные системы?

Второй логический уровень.

Вопрос 8. Классификация параллельных вычислительных систем Дж. Шора.

Все компьютеры разбиваются на шесть классов, которые так и называются: машниа типа 1, 2 и т.д.

Вопрос 9. Какие уровни комплексирования предусмотрены в универсальных суперЭВМ?

1. 
   Прямого управления (процессор - процессор);
   
2. 
   Общей оперативной памяти;
   
3. 
   Комплексируемых каналов ввода-вывода;
   
4. 
   Устройств управления внешними устройствами (УВУ);
   
5. 
   Общих внешних устройств.
   

Вопрос 10. Приведите примеры современных компьютеров класса SISD

PDP-11 или VAX 11/780

Вопрос 11. Классификация параллельных вычислительных систем Базу.

DCPaS, DCPaA, DPPiS, DPPaS, OCPaS, OCPaA, OPPiS, OPPiA, OPPaS, OPPaA.

Вопрос 12. Классификация параллельных вычислительных систем Д. Скилликорна.

- количества процессоров команд (IP);

- числа запоминающих устройств (модулей памяти) команд (IM);

- типа переключателя между IP и IM;

- количества процессоров данных (DP);

- числа запоминающих устройств (модулей памяти) данных (DM);

- типа переключателя между DP и DM;

- типа переключателя между IP и DP;

- типа переключателя между DP и DP;

Вопрос 13. Какие цели преследует создание вычислительной системы?

- повышение производительности системы за счет ускорения процессоров обработки данных;

- повышение надежности и достоверности вычислений;

- предоставление пользователям дополнительных сервисных услуг и т.д.

Вопрос 14. Может ли быть полезной на практике классификация компьютеров по весу? Если да, то для какого класса пользователей?

Может быть полезной для пользователей использующих моноблоки или не стационарные компьютеры, тобишь ноутбуки.

Вопрос 15. К чему приводит наличие параллелизма выполнения операций в вычислительной системе?

Существенно повышает быстродействие системы; он может значительно повысить и надежность, и достоверность функционирования системы, если операции будут дублироваться, а результаты их выполнения сравниваться.

Вопрос 16. Какие уровни комплексирования предусмотрены в больших ЭВМ?

1. 
   Прямого управления (процессор - процессор);
   
2. 
   Общей оперативной памяти;
   
3. 
   Комплексируемых каналов ввода-вывода;
   
4. 
   Устройств управления внешними устройствами (УВУ);
   
5. 
   Общих внешних устройств.
   

Вопрос 17. Назовите отличительные особенности многопроцессорных вычислительных систем.

Необычные архитектурные решения, направленные на повышение производительности(работа с векторными операциями, организация быстрого обмена сообщениями между процессорами или организация глобальной памяти в многопроцессорных системах и др.).

Вопрос 18. Какое требование предъявляется к любой многопроцессорной вычислительной системе в смысле памяти?

Память должна быть общей.

Вопрос 19. Попробуйте найти взаимосвязь между различными классификациями компьютеров.

Все машины придерживаются концепции разделения памяти данных и арифметико-логистических устройств, предполагая наличие шины данных или какого-либо коммутирующего элемента между ними.

Вопрос 20. Какие параметры архитектуры параллельного компьютера нужно знать пользователю для создания эффективных программ?

Уровень параллелизма, метод реализации алгоритма, параллелизм исполнения инструкций, способ управления, архитектура системы.

Дисциплина “АиПОВС”. Ответы на контрольные вопросы по лекции № 3

Вопрос 1. Какими особенностями обладает систолическая структура?

— вычислительный процесс в систолических структурах представляет собой непрерывную и регулярную передачу данных от одного ПЭ к другому без запоминания промежуточных результатов вычисления;

— каждый элемент входных данных выбирается из памяти однократно и используется столько раз, сколько необходимо по алгоритму, ввод данных осуществляется в крайние ПЭ матрицы;

— образующие систолическую структуру ПЭ однотипны и каждый из них может быть менее универсальным, чем процессоры обычных многопроцессорных систем;

— потоки данных и управляюших сигналов обладают регулярностью, что позволяет объединять ПЭ локальными связями минимальной длины;

— алгоритмы функционирования позволяют совместить параллелизм с конвейерной обработкой данных;

— производительность матрицы можно улучшить за счет добавления в нее определенного числа ПЭ, причем коэффициент повышения производительности при этом линеен.

Вопрос 2. Назовите важнейшее значение для организации высокопараллельных вычислительных систем.

Способы соединения между собой различных функциональных блоков системы.

Вопрос 3. Приведите структурную схему модели массива процессоров «процессор-память».



Вопрос 4. В каких режимах могут работать двухмашинные вычислительные комплексы?

1. 
   Обе ЭВМ в этом режиме исправны и работают параллельно, выполняя одни и те же операции над одной и той же информацией (дуплексный режим);
   
2. 
   Одна исправная ЭВМ решает задачи без дублирования, а другая ЭВМ находится в режиме «Профилактика», в котором осуществляется прогон контролирующих текстов.
   
3. 
   Обе ЭВМ работают в автономном режиме со своим набором ПфУ по автономным рабочим программам.
   

Вопрос 5. С помощью чего обеспечивается использование программой большой емкости памяти?

В виртуальной памяти без увеличения физической емкости основного ЗУ, образуется единое и расширенное, с точки зрения программиста, фиктивное адресное пространство, адресация которого не зависит от физических характеристик составляющих его устройств.

Вопрос 6. Приведите структурную схему модели массива процессоров «процессорный элемент – процессорный элемент».



Вопрос 7. Приведите пример структурной схемы иерархической многомашинной вычислительной системы.



Вопрос 8. Какие методы называют методами адресации с перемешиванием?

В методах программного поиска доступ к любой информационной единице осуществляется непосредственно: либо по специальному ключу, либо по некоторому фрагменту самой информационной единицы.

Вопрос 9. Какие разряды адреса используются для выбора ячейки в модуле памяти в схеме памяти с расслоением?

Старшие разряды (A_n-1 – A₂).

Вопрос 10. В чем заключается организация дуальной памяти?

Организуется такая память из двух или более буферных блоков сверхбыстродействующей памяти с произвольным доступом, которые соединяются так, что пока одни из буферов осуществляет обмен с ОП, другие остаются подключенным к ЦП и снабжает его данными.

Вопрос 11. В какой памяти образуется единое и расширенное, с точки зрения программиста, фиктивное адресное пространство?

В виртуальной памяти без увеличения физической емкости основного ЗУ.

Вопрос 12. С помощью каких способов может быть организована реализация ассоциативного доступа к данным?

Программным или аппаратным.

Вопрос 13. В каких системах может применяться устройство памяти с расслоением?

В однопроцессорных или многопроцессорных системах.

Вопрос 14. Что называют мультизаписью?

Ассоциативный процессор.

Вопрос 15. В каких пределах обычно варьируется число модулей памяти в схеме памяти с расслоением?

2-16.

Вопрос 16. Опишите логику работы схемы арбитража в двухпортовой памяти.

Схема обеспечивает формирование сигнала «Занято», запрещающего запись в ячейку со стороны другого порта, на котором адрес появится позже. Кроме того, арбитр производит выбор одного из входных портов при одновременном поступлении адресов одновременно на оба порта. Для этого арбитр снабжают двумя комплектами компараторов адреса, двумя буферами зареджки (L и R) и триггером-защелкой, выполняющего роль битового семафора, для фиксации пары сигналов «блокировка» (L и R).

Вопрос 17. Приведите классический пример памяти с многоуровневой структурой.



Вопрос 18. Для чего предназначено буферное запоминающее устройство?

Кэш-память, дисковый КЭШ предназначен для повышения эквивалентной скорости обращения к ЗУ на магнитных дисках.

Вопрос 19. Какие разряды адреса используются для выбора модуля памяти в схеме памяти с расслоением?

Два младших разряда адреса A₁ и A₀, старшие разряды A_n-1 - A₂.

Вопрос 20. Какие функции должна обеспечить аппаратная реализация ассоциативной памяти?

- осуществлять операцию поиска элемента по некоторому аргументу;

- выполнять считывание (запись) информации;

- возвращать в исходное состояние память фиксации реакций;

- анализировать многократность совпадения и осуществлять выборку по совпадению.

Дисциплина “АиПОВС”. Ответы на контрольные вопросы по лекции № 4

Вопрос 1. Назовите преимущество многопортовой организации запоминающего устройства в Symmetric Multiprocessor вычислительной системе с коммутатором типа «кроссбар».

Результатом становится более высокая полоса проспускания, что позволяет строить SMP-системы, содержащие больше процессоров, чем в случае общей шины.

Вопрос 2. Назовите причину, по которой Symmetric Multiprocessor вычислительные системы с общей шиной обычно содержат не слишком много процессоров.

Каждый процессор снабжен кэш-памятью, что существенно уменьшает число обращений к шине, а наличие множества кэшей порождает проблему их когерентности.

Вопрос 3. Приведите структурную схему Symmetric Multiprocessor вычислительной системы с общей шиной.



Вопрос 4. С помощью чего обеспечивается равноправный доступ процессоров в Symmetric Multiprocessor вычислительной системе к устройствам ввода?

Такая возможность обеспечивается коммуникационной системой.

Вопрос 5. Какая организация запоминающего устройства в Symmetric Multiprocessor вычислительной системе с коммутатором типа «кроссбар» позволяет поднять производительность вычислительной системы?

Выигрыш в производительности достигается, лишь когда разные процессоры обращаются к разным банкам памяти.

Вопрос 6. Какие устройства могут выступать в качестве узлов кластера?

Серверы, рабочие станции или обычные персональные компьютеры.

Вопрос 7. Назовите основной признак, по которому вычислительную систему относят к архитектуре Massively Parallel Processing.

Кол-во процессоров n.

Вопрос 8. Назовите главные особенности, по которым вычислительную систему причисляют к классу Massively Parallel Processing.

- стандартные микропроцессоры;

- физически распределенная память;

- хорошая масштабируемость (до 1000 процессоров);

- асинхронная MIMD-система пересылкой сообщений;

- программа представляет собой множество процессоров, имеющих отдельные адресные пространства.

Вопрос 9. Какое количество процессоров обычно содержит Symmetric Multiprocessor вычислительная система?

Современные SMP-системы позволяют эффективно работать при 16 процессоров.

Вопрос 10. Как изменяется надежность при увеличении объединения кластерной технологией уровней системы?

Становится выше.

Вопрос 11. В чем заключается арбитраж с расщеплением транзакций?

Для увеличения эффективной полосы пропускания шины во многих современных шинах используется протокол с расщеплением транзакций, известный также как протокол соединения/разъединения или протокол с коммутацией пакетов. Этот протокол обычно обеспечивает преимущество на транзакциях чтения.

Вопрос 12. Какую проблему призвана решить архитектура Symmetric Multiprocessor вычислительной системы с коммутатором типа «кроссбар»?

Призвана решать проблему ограниченной пропускной способности систем с общей шиной.

Вопрос 13. Какой параметр, является критическим, влияющим на величину производительности кластерной системы?

Расстояние между процессорами.

Вопрос 14. От чего зависит эффективность распараллеливания в Massively Parallel Processing-системе?

Во многих случаях сильно зависит от деталей архитектуры MPP-системы, например, топологии соединения процессорных узлов.

Вопрос 15. В чем суть гибридной архитектуры nonuniform memory access?

Суть этой архитектуры – в методе организации памяти, а именно: память является физически распределенной по различным частям системы, но логически разделяемой, так что пользователь видит единое адресное пространство.

Вопрос 16. Приведите схему асимметричных мультипроцессорных систем с передачей сообщений благодаря межпроцессорным связям.



Вопрос 17. Назовите главную особенность гибридной архитектуры nonuniform memory access.

Неоднородный доступ к памяти.

Вопрос 18. На каких уровнях компьютерной системы может быть осуществлена кластеризация?

На разных уровнях компьютерной системы, включая аппаратное обеспечение, операционные системы, программы-утилиты, системы управления и приложения.

Вопрос 19. Приведите структурную схему компьютера с гибридной сетью.



Вопрос 20. Как обеспечивается согласованность содержимого кэш-памяти всех процессоров в Symmetric Multiprocessor вычислительных системах?

Аппаратными средствами.



Дисциплина “АиПОВС”. Ответы на контрольные вопросы по лекции № 5

Вопрос 1. Какая из схем передачи данных: статические или динамические, предпочтительнее?

Статические.

Вопрос 2. Как осуществляется поиск путей передачи данных в методе покоординатной маршрутизации для двумерной решетки?

Поочередно для каждой размерности топологии сети коммуникации.

Вопрос 3. Что собой представляет показатель характеристики топологии сети передачи данных “диаметр” сети?

Показатель, определяемый как максимальное расстояние между двумя процессорами сети (под расстоянием обычно понимается величина кратчайшего пути между процессорами).

Вопрос 4. Какая из схем передачи данных: локальные или глобальные, предпочтительнее?

Локальные.

Вопрос 5. Опишите алгоритмы с распределением данных.

Это разновидность параллелизма данных, при котором пространство данных может быть разделено на непересекающиеся области, с каждой из которых связаны независимые процессы, оперирующие каждый со своими данными. Требуется лишь редкий обмен между этими процессами.

Вопрос 6. Какой величиной определяется ускорение, получаемое при использовании параллельного алгоритма для р процессоров, по сравнению с последовательным вариантом выполнения вычислений?



Вопрос 7. Чем завершается этап разработки параллельного метода?

Распределение подзадач между процессорами.

Вопрос 8. Какие базовые подзадачи называют составными?

Неэлементарные (делимые).

Вопрос 9. Как работает метод покоординатной маршрутизации для гиперкуба?

Циклическая передача данных процессору, определяемому первой различающейся битовой позицией в номерах процессоров – того, на котором сообщение располагается в данный момент времени, и того, на который оно должно быть передано.

Вопрос 10. Какие правила применяют при укрупнении вычислений?

Определяемые подзадачи должны иметь одинаковую вычислительную сложность, а объем и интенсивность информационных взаимодействий между подзадачами должны оставаться на минимально возможном уровне.

Вопрос 11. Какие формы информационного взаимодействия различают при проведении анализа информационных зависимостей между подзадачами?

- локальные и глобальные схемы передачи данных;

- структурные и произвольные способы взаимодействия;

- статические и динамические;

- синхронные и асинхронные способы взаимодействия.

Вопрос 12. Как определяется эффективность использования процессоров?



Вопрос 13. В чем состоят алгоритмы выполнения передачи данных от одного процессора всем процессорам сети для топологии “решетка”?

На первом этапе организуется передача сообщений всем процессорам сети, располагающимся на той же горизонтали решетки, что и процессор – инициатор передачи. На втором этапе процессоры, получившие копию данных на первом этапе, рассылают сообщения по своим соответствующим вертикалям.

Вопрос 14. Опишите структурные способы взаимодействия.

Для структурных способов организация взаимодействия приводит к формированию некоторых стандартных схем коммуникации (например, в виде кольца, прямоугольной решетки и т.д.).

Вопрос 15. Что понимают под “процессом” в модели «процессы – каналы»?

Модель в виде графа, в которой вместо подзадач используется понятие процессов, а информационные зависимости заменяются каналами передачи сообщений.

Вопрос 16. Приведите выражение для эффективности использования процессоров при выполнении параллельного алгоритма.



Вопрос 17. Как работает алгоритм XY-маршрутизации?

Метод покоординатной маршрутизации, при котором передача данных сначала выполняется по одному направлению, а затем данные предаются вдоль другого направления.

Вопрос 18. Зависит ли верхняя оценка для времени выполнения параллельного алгоритма от количества используемых процессоров?

Да.

Вопрос 19. Приведите оценки временной трудоемкости для алгоритмов выполнения передачи данных от одного процессора всем процессорам сети для топологии “решетка”.



Вопрос 20. Опишите глобальную схему передачи данных.

Для глобальных операций передачи данных в процессе коммуникации принимают участие все подзадачи.

Дисциплина “АиПОВС”. Ответы на контрольные вопросы по лекции № 6

Вопрос 1. Можно ли использовать OpenMP совместно с другими технологиями параллельного программирования?

Можно, например с MPI.

Вопрос 2. Назовите функции библиотеки Message Passing Interface.

MPI_Init, MPI_Finalize, MPI_Comm_size, MPI_Comm_rank, MPI_Barrier, MPI_Send, MPI_Recv, MPI_Wait, MPI_Test, и т.д..

Вопрос 3. Опишите функцию intMPI_Barrier.

Определяет коллективную операцию, и , тем самым, при использовании она должна вызываться всеми процессами используемого коммуникатора. При вызове функции выполнение процесса блокируется, продолжение вычислений процесса произойдет только после вызова функции всеми процессами коммуникатора.

Вопрос 4. Какие режимы передачи могут использоваться для выполнения парных операций в составе Message Passing Interface функций?

Синхронный, блокирующий и т.д.

Вопрос 5. Объединяются ли процессы параллельной программы в рамках Message Passing Interface в группы?

Да.

Вопрос 6. Что составляет основу Message Passing Interface?

Операции передачи сообщений.

Вопрос 7. С помощью какой директивы оформляется способ синхронизации в OpenMP – барьер.

Barrier.

Вопрос 8. Опишите класс переменных shared в OpenMP.

Общие, все нити видят одну и ту же переменную.

Вопрос 9. Приведите пример процедуры MPI, совмещающей функции приема и передачи.

MPI_Sendrecv, MPI_Sendrecv_replace.

Вопрос 10. При помощи какой директивы OpenMP задается параллельная область?

Parallel.

Вопрос 11. Опишите опцию nowait директивы OpenMP single.

В конце блока происходит неявная барьерная синхронизация параллельно работающих нитей: их дальнейшее выполнение происходит только тогда, когда все они достигнут данной точки; если в подобной задержке нет необходимости, опция nowait позволяет нитям, уже дошедшим до конца своих секций, продолжить выполнение без синхронизации с остальными.

Вопрос 12. Поясните понятие “синхронизация процессов” в MPI.

Одновременное достижение процессами тех или иных точек процесса вычислений, обеспечивается при помощи функции MPI.

Вопрос 13. С какой функции начинается любая MPI-программа?

MPI_Init.

Вопрос 14. Как именуется номер процесса параллельной программы в рамках Message Passing Interface?

Ранг.

Вопрос 15. Какому типу данных языка С соответствует тип MPI_UNSIGNED_LONG?

Unsigned long int.

Вопрос 16. С помощью каких процедур осуществляется сбор массива данных по процессам в MPI?

MPI_Scatter и MPI_Gather.

Вопрос 17. Приведите структуру параллельной программы, разработанной с использованием Message Passing Interface.



Вопрос 18. Опишите функцию intMPI_Scatter.

Результат ее выполнения таков, как если бы корневой процесс выполнил n операций посылки MPI_Send и каждый процесс выполнит прием MPI_Recv.

Вопрос 19. Опишите функцию intMPI_Bcast.

Осуществляет рассылку данных из буфера buf, содержащего count элементов типа type, с процесса, имеющего номер root, всем процессам, входящим в коммуникатор comm.

Вопрос 20. Опишите директиву OpenMP critical.

Этот тип синхронизации используется для описания структурных блоков, выполняющихся только в одном потоке из всего набора параллельных потоков. В каждый момент времени в критической секции может находиться не более одной нити.

Дисциплина “АиПОВС”. Ответы на контрольные вопросы по лекции № 7

Вопрос 1. Приведите пример нейрона.



Вопрос 2. Из каких чисел состоит адрес нити внутри блока верхнего уровня иерархии нитей в Compute Unified Device Architecture?

Неотрицательные целые числа.

Вопрос 3. Какие основные требования предъявляются к физической среде, в которой будет реализован квантовый компьютер?

1. 
   физическая система, представляющая полномасштабный квантовый компьютер, должна со стоять из точно известного числа кубитов, число которых должно быть не менее 10³;
   
2. 
   должна быть обеспечена возможность приведения системы в известное начальное состояние (инициализация входного регистра);
   
3. 
   необходимо обеспечить высокую степень изоляции квантового компьютера от внешней среды. Система кубитов должна быть слабо связна с окружением;
   
4. 
   необходимо уметь изменять состояние системы в соответствии с заданной последовательностью унитарных преобразований ее фазового пространства;
   
5. 
   необходимо обеспечить с достаточно высокой степенью надежности измерение состояний системы на выходе.
   

Вопрос 4. Какое устройство обеспечивает ввод-вывод данных в составе оптоэлектронной гибридной вычислительной системы?

Приводы оптических дисков, сканеры и лазерные принтеры.

Вопрос 5. Что собой представляет биокомпьютинг?

Гибрид информационных и молекулярных технологий.

Вопрос 6. Для чего нужна встроенная функция __syncthreads()?

Блокирует вызывающие нити блока до тех пор, пока все нити блока не войдут в эту функцию. Таким образом, мы можем организовать «барьеры» внутри ядра, гарантирующие, что если хотя бы одна нить прошла такой барьер, то не осталось ни одной за барьером (не прошедшей его).

Вопрос 7. Опишите работу четырех разрядного оптического счетчика.

Приход импульса на S1 переключает его таким образом, что копия тактового сигнала (Вход B) направляется через выход Е в волоконно-оптический канал. В расщепителе S4 импульс расщепляется и, в зависимости от наличия или отсутствия в контуре М циркулирующего разряда, направляется или в контур памяти М, или в контур переноса С. Если в контуре М присутствует разряд, то сигнал, поступивший по каналу С переключателя S2, вызовет переключение импульса на контур переноса и подавление его в переключателе S3. Если в контуре М разряд отсутствует, то импульс подавляется в переключателе S2 и заводится в контур памяти переключателем S3.



Вопрос 8. По какому принципу решаются задачи с помощью нечеткой логики?

1. 
   Численные данные (показания измерительных приборов, результаты анкетирования) фаззируются (переводятся в нечеткий формат);
   
2. 
   Обрабатываются по определенным правилам;
   
3. 
   Дефаззируются и в виде привычной информации подаются на выход.
   

Вопрос 9. Что понимают под криогенным компьютером?

Такой компьютер, элементная база которого основана на явлениях сверхпроводимости и использовании криогенной техники.

Вопрос 10. Какую функцию выполняет цифровой электронный процессор в составе оптоэлектронной гибридной вычислительной системы?

Обеспечивает цифровую обработку, ввод-вывод данных и программное управление процессом обработки.

Вопрос 11. Что собой представляет Compute Unified Device Architecture с точки зрения программного обеспечения?

Кроссплатформенная система компиляции и исполнения программ, части которых работают на CPU и GPU.

Вопрос 12. На каких стадиях выполнения программы находятся нити из разных warp'ов?

На разных.

Вопрос 13. Для чего предназначены коммуникационные компьютеры?

Для оптимизации сетевой работы.

Вопрос 14. В чем заключается компромисс между необходимостью обеспечить взаимодействие нитей между собой и стоимостью обеспечения подобного взаимодействия?

Разбиение нитей на warp’ы.

Вопрос 15. Приведите пример упрощенной архитектуры графического процессора.



Вопрос 16. Как называется производительность вычислительного устройства, когда учитывается только скорость расчета?

Пиковая.

Вопрос 17. Приведите структурную схему квантового компьютера.



Вопрос 18. Какое устройство обеспечивает ввод данных в составе оптоэлектронной гибридной вычислительной системы?

Матричный пространственный модулятор света.

Вопрос 19. Приведите схему оптической памяти на линии задержки.



Вопрос 20. Что понимают под термином «оптический компьютер»?

Устройство обработки информации с использованием света.