skrypt

Question 1

Co to jest potokowość w kontekście architektury komputerów?

Answer 1

Mechanizm, w którym każdy etap wykonywania rozkazu jest realizowany przez oddzielny układ działający równolegle.

Question 2

Jakie są etapy przetwarzania rozkazu w klasycznym modelu von-Neumanna?

Answer 2

Pobranie rozkazu z pamięci, dekodowanie rozkazu, pobranie potrzebnych argumentów rozkazu, wykonanie rozkazu, umieszczenie wyniku w pamięci/rejestrze.

Question 3

Czym jest branch prediction?

Answer 3

Wybieranie najbardziej prawdopodobnej gałęzi selekcji w przypadku zależności między rozkazami, np. instrukcje skoku warunkowego.

Question 4

Na czym polega wektorowość w obliczeniach naukowych?

Answer 4

Zaprojektowano specjalne potoki do realizowania obliczeń na całych wektorach z mechanizmem łańcuchowania potoków.

Question 5

Czym jest pamięć podręczna (cache memory)?

Answer 5

Niewielka, szybka pamięć między procesorem a pamięcią operacyjną, charakteryzująca się znacznie większą szybkością działania.

Question 6

Jakie są poziomy pamięci podręcznej w nowoczesnych systemach komputerowych?

Answer 6

Nowoczesne systemy komputerowe mają przynajmniej dwa poziomy pamięci podręcznej.

Question 7

Co to jest memory interleaving?

Answer 7

Rozmieszczanie danych w ten sposób, że kolejne elementy danych są alokowane w kolejnych bankach pamięci.

Question 8

Czym są konflikty w dostępie do banków pamięci?

Answer 8

Konflikty w dostępie do banków pamięci mogą spowodować nawet siedmiokrotny wzrost czasu obliczeń.

Question 9

Jakie są alternatywne sposoby reprezentacji macierzy?

Answer 9

Podział macierzy na bloki, które mogą być rozmieszczone w pamięci podręcznej pierwszego poziomu.

Question 10

Co to jest MIMD?

Answer 10

Multiple Instruction stream Multiple Data stream - architektura komputerów równoległych.

Question 11

Czym charakteryzują się komputery z pamięcią wspólną?

Answer 11

Niewielka liczba procesorów, jednolity i szybki dostęp do pamięci, statyczna lub dynamiczna sieć połączeń.

Question 12

Czym charakteryzują się komputery z pamięcią rozproszoną?

Answer 12

Brak realizowanej fizycznie wspólnej pamięci adresowej, procesory z pamięcią lokalną połączone siecią połączeń.

Question 13

Co to są procesory wielordzeniowe?

Answer 13

Umieszczenie więcej niż jednego rdzenia w pojedynczym układzie scalonym, logicznie stanowiącego oddzielny procesor.

Question 14

Czym jest fundamentalny trójkąt w kontekście optymalizacji programów?

Answer 14

Algorytm - sprzęt - kompilatory: konieczność opracowania odpowiednich algorytmów.

Question 15

Na czym polega optymalizacja maszynowa?

Answer 15

Optymalizacja zależna od architektury komputera, właściwe wykorzystanie architektury oraz specyficznej listy rozkazów procesora.

Question 16

Na czym polega optymalizacja skalarna?

Answer 16

Optymalizacja niezależna sprzętowo, np. eliminacja nadmiarowych podstawień, propagacja stałych, eliminacja wspólnych części kodu oraz wyrażeń.

Question 17

Co to jest optymalizacja wektorowa i równoległa?

Answer 17

Największy przyrost wydajności uzyskuje się dzięki optymalizacji wektorowej i równoległej.

Question 18

Jakie są aspekty tworzenia efektywnych programów na komputery równoległe?

Answer 18

Identyfikacja równoległości obliczeń, wybór strategii dekompozycji programu na części wykonywane równolegle, wybór modelu programowania, styl implementacji równoległości.

Question 19

Czym jest przyspieszenie w kontekście obliczeń równoległych?

Answer 19

Ile razy szybciej działa program zoptymalizowany na konkretną architekturę.

Question 20

Na czym polega prawo Amdahla?

Answer 20

Opisuje wpływ optymalizacji fragmentu programu na wydajność obliczeniową.

Question 21

Czym jest model Gustafsona?

Answer 21

Model zakładający, że w miarę wzrostu zasobów obliczeniowych, zwiększa się rozmiar rozwiązywanych problemów.

Question 22

Co to jest BLAS i jakie są jego poziomy?

Answer 22

Basic Linear Algebra Subprograms - standard dla podprogramów realizujących podstawowe operacje algebry liniowej. Poziomy: operacje typu wektor-wektor, operacje typu macierz-wektor, operacje typu macierz-macierz.

Question 23

Czym jest OpenMP?

Answer 23

Standard programowania komputerów z pamięcią wspólną dla języków C/C++ oraz Fortran.

Question 24

Jak wygląda model wykonania programu w OpenMP?

Answer 24

Program rozpoczyna się realizacją instrukcji pojedynczego wątku głównego. Gdy wystąpi instrukcja specyfikująca region równoległy, tworzona jest grupa działających równolegle wątków.

Question 25

Na czym polega konstrukcja parallel w OpenMP?

Answer 25

Tworzy grupę wątków. Jeśli wątek master osiągnie dyrektywę parallel, tworzona jest grupa wątków pod warunkiem, że nie występuje klauzula if.

Question 26

Co to jest MPI i do czego służy?

Answer 26

Program MPI zakłada działanie kilku równoległych procesorów, w szczególności procesorów rozproszonych.

Question 27

Jak wygląda struktura programu MPI?

Answer 27

W każdym programie musi się znaleźć dyrektywa #include ‘mpi.h’, wywołanie funkcji MPI_Init oraz MPI_Finalize.

Question 28

Na czym polega komunikacja punkt-punkt w MPI?

Answer 28

Przesyłanie wiadomości między dwoma procesami realizowane przez polecenia MPI_Send oraz MPI_Recv.

Question 29

Czym są operacje redukcji w MPI?

Answer 29

Funkcja MPI_Reduce umożliwia wykonywanie operacji redukcji, MPI_Allreduce wyniki są scalane i zamieszczane w pamięci każdego procesu.

Question 30

Co to jest komunikacja grupowa w MPI?

Answer 30

Funkcje MPI_Bcast, MPI_Scatter, MPI_Gather, MPI_Allgather, MPI_Alltoall służą do komunikacji grupowej, rozesłania danych do wszystkich procesów lub zebrania danych ze wszystkich procesów.