2025年大一并行計(jì)算期末模擬試卷考試時(shí)間：_____分鐘?總分：_____分?年級(jí)/班級(jí)：__________

2025年大一并行計(jì)算期末模擬試卷

一、選擇題

1.并行計(jì)算的基本思想是將一個(gè)大問(wèn)題分解為多個(gè)小問(wèn)題，這些小問(wèn)題可以同時(shí)執(zhí)行，以減少總體計(jì)算時(shí)間。以下哪一項(xiàng)不是并行計(jì)算的主要優(yōu)點(diǎn)？

A.提高計(jì)算速度

B.增加內(nèi)存容量

C.降低功耗

D.提高系統(tǒng)可靠性

2.在并行計(jì)算中，數(shù)據(jù)并行和任務(wù)并行是兩種常見的并行策略。以下哪一項(xiàng)描述了數(shù)據(jù)并行的特點(diǎn)？

A.多個(gè)處理器同時(shí)執(zhí)行不同的任務(wù)

B.同一個(gè)任務(wù)被多個(gè)處理器同時(shí)處理不同的數(shù)據(jù)部分

C.一個(gè)處理器執(zhí)行多個(gè)任務(wù)

D.多個(gè)處理器共享同一個(gè)任務(wù)

3.在MPI（消息傳遞接口）中，用于發(fā)送消息的函數(shù)是？

A.MPI_Send

B.MPI_Recv

C.MPI_Bcast

D.MPI_Reduce

4.OpenMP是一種用于共享內(nèi)存并行編程的API。以下哪一項(xiàng)不是OpenMP的工作方式？

A.通過(guò)編譯器指令實(shí)現(xiàn)并行

B.通過(guò)運(yùn)行時(shí)庫(kù)實(shí)現(xiàn)并行

C.通過(guò)硬件加速器實(shí)現(xiàn)并行

D.通過(guò)操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)現(xiàn)并行

5.在并行計(jì)算中，線程同步是非常重要的。以下哪一項(xiàng)不是線程同步的方法？

A.互斥鎖

B.信號(hào)量

C.條件變量

D.并行數(shù)組

6.并行計(jì)算中的負(fù)載均衡是指？

A.所有處理器執(zhí)行相同數(shù)量的任務(wù)

B.所有處理器執(zhí)行相同類型的任務(wù)

C.根據(jù)處理器的性能動(dòng)態(tài)分配任務(wù)

D.所有處理器同時(shí)執(zhí)行任務(wù)

7.在并行計(jì)算中，共享內(nèi)存模型和分布式內(nèi)存模型的主要區(qū)別是什么？

A.共享內(nèi)存模型使用緩存，分布式內(nèi)存模型不使用緩存

B.共享內(nèi)存模型所有處理器訪問(wèn)同一塊內(nèi)存，分布式內(nèi)存模型每個(gè)處理器有自己的內(nèi)存

C.共享內(nèi)存模型適用于小規(guī)模并行計(jì)算，分布式內(nèi)存模型適用于大規(guī)模并行計(jì)算

D.共享內(nèi)存模型使用消息傳遞，分布式內(nèi)存模型使用共享內(nèi)存

8.并行計(jì)算中的通信開銷是指？

A.處理器執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的時(shí)間

B.處理器之間傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間

C.處理器訪問(wèn)內(nèi)存的時(shí)間

D.處理器執(zhí)行操作系統(tǒng)指令的時(shí)間

9.在并行計(jì)算中，MapReduce是一種常用的編程模型。以下哪一項(xiàng)不是MapReduce的組成部分？

A.Map階段

B.Shuffle階段

C.Reduce階段

D.Sort階段

10.并行計(jì)算中的性能分析是指？

A.測(cè)量并行程序的執(zhí)行時(shí)間

B.分析并行程序的性能瓶頸

C.優(yōu)化并行程序的性能

D.設(shè)計(jì)并行程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

二、填空題

1.并行計(jì)算的目的是通過(guò)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)來(lái)減少總體計(jì)算時(shí)間，這被稱為_________。

2.在MPI中，用于接收消息的函數(shù)是_________。

3.OpenMP通過(guò)編譯器指令和運(yùn)行時(shí)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)共享內(nèi)存并行編程，其中編譯器指令通常以_________符號(hào)開頭。

4.在并行計(jì)算中，線程同步的方法包括互斥鎖、_________和條件變量。

5.并行計(jì)算中的負(fù)載均衡是指根據(jù)處理器的性能動(dòng)態(tài)分配任務(wù)，以_________。

6.在共享內(nèi)存模型中，所有處理器訪問(wèn)同一塊內(nèi)存，而分布式內(nèi)存模型中每個(gè)處理器都有自己的內(nèi)存，這是兩者的主要區(qū)別之一。

7.并行計(jì)算中的通信開銷是指處理器之間傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間，這通常會(huì)影響并行程序的性能。

8.MapReduce編程模型包括Map階段、_________階段和Reduce階段。

9.并行計(jì)算中的性能分析是指分析并行程序的性能瓶頸，以_________。

10.并行計(jì)算的基本思想是將一個(gè)大問(wèn)題分解為多個(gè)小問(wèn)題，這些小問(wèn)題可以同時(shí)執(zhí)行，以_________。

三、多選題

1.并行計(jì)算的主要優(yōu)點(diǎn)包括？

A.提高計(jì)算速度

B.增加內(nèi)存容量

C.降低功耗

D.提高系統(tǒng)可靠性

2.在并行計(jì)算中，數(shù)據(jù)并行和任務(wù)并行的特點(diǎn)包括？

A.數(shù)據(jù)并行同一個(gè)任務(wù)被多個(gè)處理器同時(shí)處理不同的數(shù)據(jù)部分

B.任務(wù)并行多個(gè)處理器同時(shí)執(zhí)行不同的任務(wù)

C.數(shù)據(jù)并行多個(gè)處理器同時(shí)執(zhí)行不同的任務(wù)

D.任務(wù)并行同一個(gè)任務(wù)被多個(gè)處理器同時(shí)處理不同的數(shù)據(jù)部分

3.MPI（消息傳遞接口）的常用函數(shù)包括？

A.MPI_Send

B.MPI_Recv

C.MPI_Bcast

D.MPI_Reduce

4.OpenMP的工作方式包括？

A.通過(guò)編譯器指令實(shí)現(xiàn)并行

B.通過(guò)運(yùn)行時(shí)庫(kù)實(shí)現(xiàn)并行

C.通過(guò)硬件加速器實(shí)現(xiàn)并行

D.通過(guò)操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)現(xiàn)并行

5.并行計(jì)算中的線程同步方法包括？

A.互斥鎖

B.信號(hào)量

C.條件變量

D.并行數(shù)組

6.并行計(jì)算中的負(fù)載均衡方法包括？

A.所有處理器執(zhí)行相同數(shù)量的任務(wù)

B.根據(jù)處理器的性能動(dòng)態(tài)分配任務(wù)

C.所有處理器執(zhí)行相同類型的任務(wù)

D.所有處理器同時(shí)執(zhí)行任務(wù)

7.共享內(nèi)存模型和分布式內(nèi)存模型的主要區(qū)別包括？

A.共享內(nèi)存模型使用緩存，分布式內(nèi)存模型不使用緩存

B.共享內(nèi)存模型所有處理器訪問(wèn)同一塊內(nèi)存，分布式內(nèi)存模型每個(gè)處理器有自己的內(nèi)存

C.共享內(nèi)存模型適用于小規(guī)模并行計(jì)算，分布式內(nèi)存模型適用于大規(guī)模并行計(jì)算

D.共享內(nèi)存模型使用消息傳遞，分布式內(nèi)存模型使用共享內(nèi)存

8.并行計(jì)算中的通信開銷包括？

A.處理器執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的時(shí)間

B.處理器之間傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間

C.處理器訪問(wèn)內(nèi)存的時(shí)間

D.處理器執(zhí)行操作系統(tǒng)指令的時(shí)間

9.MapReduce編程模型的組成部分包括？

A.Map階段

B.Shuffle階段

C.Reduce階段

D.Sort階段

10.并行計(jì)算中的性能分析包括？

A.測(cè)量并行程序的執(zhí)行時(shí)間

B.分析并行程序的性能瓶頸

C.優(yōu)化并行程序的性能

D.設(shè)計(jì)并行程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

四、判斷題

1.并行計(jì)算只能通過(guò)增加處理器數(shù)量來(lái)提高計(jì)算速度。

2.OpenMP是一種用于分布式內(nèi)存并行編程的API。

3.MPI_Send和MPI_Recv是MPI中用于發(fā)送和接收消息的函數(shù)。

4.負(fù)載均衡的目標(biāo)是讓所有處理器執(zhí)行相同數(shù)量的任務(wù)。

5.共享內(nèi)存模型適用于大規(guī)模并行計(jì)算，而分布式內(nèi)存模型適用于小規(guī)模并行計(jì)算。

6.通信開銷是指處理器之間傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間。

7.MapReduce編程模型包括Map階段、Shuffle階段和Reduce階段。

8.性能分析是指測(cè)量并行程序的執(zhí)行時(shí)間。

9.并行計(jì)算的基本思想是將一個(gè)大問(wèn)題分解為多個(gè)小問(wèn)題，這些小問(wèn)題可以同時(shí)執(zhí)行。

10.線程同步的方法包括互斥鎖、信號(hào)量和條件變量。

五、問(wèn)答題

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述并行計(jì)算的基本思想及其主要優(yōu)點(diǎn)。

2.請(qǐng)比較數(shù)據(jù)并行和任務(wù)并行的特點(diǎn)及其適用場(chǎng)景。

3.請(qǐng)描述MPI和OpenMP在并行編程中的主要區(qū)別及其適用場(chǎng)景。

試卷答案

一、選擇題答案及解析

1.B

解析：并行計(jì)算的主要優(yōu)點(diǎn)是提高計(jì)算速度、降低功耗和提高系統(tǒng)可靠性，而不是增加內(nèi)存容量。

2.B

解析：數(shù)據(jù)并行是指同一個(gè)任務(wù)被多個(gè)處理器同時(shí)處理不同的數(shù)據(jù)部分，這是數(shù)據(jù)并行的特點(diǎn)。

3.A

解析：MPI_Send是MPI中用于發(fā)送消息的函數(shù)，而MPI_Recv用于接收消息，MPI_Bcast用于廣播消息，MPI_Reduce用于歸約操作。

4.C

解析：OpenMP通過(guò)編譯器指令和運(yùn)行時(shí)庫(kù)實(shí)現(xiàn)共享內(nèi)存并行編程，而不是通過(guò)硬件加速器或操作系統(tǒng)內(nèi)核。

5.D

解析：線程同步的方法包括互斥鎖、信號(hào)量和條件變量，而并行數(shù)組不是線程同步的方法。

6.C

解析：負(fù)載均衡是指根據(jù)處理器的性能動(dòng)態(tài)分配任務(wù)，以最大化并行計(jì)算的效率。

7.B

解析：共享內(nèi)存模型所有處理器訪問(wèn)同一塊內(nèi)存，而分布式內(nèi)存模型每個(gè)處理器有自己的內(nèi)存，這是兩者的主要區(qū)別。

8.B

解析：通信開銷是指處理器之間傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間，這通常會(huì)影響并行程序的性能。

9.D

解析：MapReduce編程模型的組成部分包括Map階段、Shuffle階段和Reduce階段，而不是Sort階段。

10.B

解析：性能分析是指分析并行程序的性能瓶頸，以優(yōu)化并行程序的性能。

二、填空題答案及解析

1.并行性

解析：并行計(jì)算的目的是通過(guò)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)來(lái)減少總體計(jì)算時(shí)間，這被稱為并行性。

2.MPI_Recv

解析：MPI_Recv是MPI中用于接收消息的函數(shù)。

3.#pragma

解析：OpenMP通過(guò)編譯器指令和運(yùn)行時(shí)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)共享內(nèi)存并行編程，其中編譯器指令通常以#pragma符號(hào)開頭。

4.信號(hào)量

解析：在并行計(jì)算中，線程同步的方法包括互斥鎖、信號(hào)量和條件變量。

5.最大化并行計(jì)算的效率

解析：負(fù)載均衡是指根據(jù)處理器的性能動(dòng)態(tài)分配任務(wù)，以最大化并行計(jì)算的效率。

6.共享內(nèi)存模型所有處理器訪問(wèn)同一塊內(nèi)存，而分布式內(nèi)存模型中每個(gè)處理器都有自己的內(nèi)存

解析：在共享內(nèi)存模型中，所有處理器訪問(wèn)同一塊內(nèi)存，而分布式內(nèi)存模型中每個(gè)處理器都有自己的內(nèi)存，這是兩者的主要區(qū)別之一。

7.通信開銷是指處理器之間傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間，這通常會(huì)影響并行程序的性能

解析：并行計(jì)算中的通信開銷是指處理器之間傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間，這通常會(huì)影響并行程序的性能。

8.Shuffle

解析：MapReduce編程模型包括Map階段、Shuffle階段和Reduce階段。

9.優(yōu)化并行程序的性能

解析：并行計(jì)算中的性能分析是指分析并行程序的性能瓶頸，以優(yōu)化并行程序的性能。

10.減少總體計(jì)算時(shí)間

解析：并行計(jì)算的基本思想是將一個(gè)大問(wèn)題分解為多個(gè)小問(wèn)題，這些小問(wèn)題可以同時(shí)執(zhí)行，以減少總體計(jì)算時(shí)間。

三、多選題答案及解析

1.AD

解析：并行計(jì)算的主要優(yōu)點(diǎn)包括提高計(jì)算速度和提高系統(tǒng)可靠性，而不是增加內(nèi)存容量或降低功耗。

2.AB

解析：數(shù)據(jù)并行同一個(gè)任務(wù)被多個(gè)處理器同時(shí)處理不同的數(shù)據(jù)部分，任務(wù)并行多個(gè)處理器同時(shí)執(zhí)行不同的任務(wù)。

3.ABCD

解析：MPI（消息傳遞接口）的常用函數(shù)包括MPI_Send、MPI_Recv、MPI_Bcast和MPI_Reduce。

4.AB

解析：OpenMP的工作方式包括通過(guò)編譯器指令實(shí)現(xiàn)并行和通過(guò)運(yùn)行時(shí)庫(kù)實(shí)現(xiàn)并行，而不是通過(guò)硬件加速器或操作系統(tǒng)內(nèi)核。

5.ABC

解析：并行計(jì)算中的線程同步方法包括互斥鎖、信號(hào)量和條件變量，而不是并行數(shù)組。

6.B

解析：并行計(jì)算中的負(fù)載均衡方法包括根據(jù)處理器的性能動(dòng)態(tài)分配任務(wù)，以最大化并行計(jì)算的效率。

7.B

解析：共享內(nèi)存模型所有處理器訪問(wèn)同一塊內(nèi)存，而分布式內(nèi)存模型每個(gè)處理器有自己的內(nèi)存，這是兩者的主要區(qū)別。

8.B

解析：并行計(jì)算中的通信開銷是指處理器之間傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間，這通常會(huì)影響并行程序的性能。

9.ABC

解析：MapReduce編程模型的組成部分包括Map階段、Shuffle階段和Reduce階段。

10.ABC

解析：并行計(jì)算中的性能分析包括測(cè)量并行程序的執(zhí)行時(shí)間、分析并行程序的性能瓶頸和優(yōu)化并行程序的性能。

四、判斷題答案及解析

1.錯(cuò)誤

解析：并行計(jì)算可以通過(guò)增加處理器數(shù)量或優(yōu)化算法來(lái)提高計(jì)算速度，不僅僅是增加處理器數(shù)量。

2.錯(cuò)誤

解析：OpenMP是一種用于共享內(nèi)存并行編程的API，而不是分布式內(nèi)存并行編程。

3.正確

解析：MPI_Send和MPI_Recv是MPI中用于發(fā)送和接收消息的函數(shù)。

4.錯(cuò)誤

解析：負(fù)載均衡的目標(biāo)是根據(jù)處理器的性能動(dòng)態(tài)分配任務(wù)，以最大化并行計(jì)算的效率，而不是讓所有處理器執(zhí)行相同數(shù)量的任務(wù)。

5.錯(cuò)誤

解析：共享內(nèi)存模型適用于小規(guī)模并行計(jì)算，而分布式內(nèi)存模型適用于大規(guī)模并行計(jì)算。

6.正確

解析：通信開銷是指處理器之間傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間，這通常會(huì)影響并行程序的性能。

7.正確

解析：MapReduce編程模型包括Map階段、Shuffle階段和Reduce階段。

8.錯(cuò)誤

解析：性能分析不僅包括測(cè)量并行程序的執(zhí)行時(shí)間，還包括分析性能瓶頸和優(yōu)化性能。

9.正確

解析：并行計(jì)算的基本思想是將一個(gè)大問(wèn)題分解為多個(gè)小問(wèn)題，這些小問(wèn)題可以同時(shí)執(zhí)行。

10.正確

解析：線程同步的方法包括互斥鎖、信號(hào)量和條件變量。

五、問(wèn)答題答案及解析

1.并行計(jì)算的基本思想是將一個(gè)大問(wèn)題分解為多個(gè)小問(wèn)題，這些小問(wèn)題可以同時(shí)執(zhí)行，以減少總體計(jì)算時(shí)間。其主要優(yōu)點(diǎn)包括提高計(jì)算速度、降低功耗和提高系統(tǒng)可靠性。

解析：并行計(jì)算通過(guò)將大問(wèn)題分解為小問(wèn)題，多個(gè)處理器同時(shí)執(zhí)行這些小問(wèn)題，從而減少總體計(jì)算時(shí)間。其主要優(yōu)點(diǎn)是提高計(jì)算速度，因?yàn)槎鄠€(gè)處理器可以同時(shí)處理任務(wù)；降低功耗，因?yàn)槎鄠€(gè)處理器可以更高效地分配任務(wù)；提高系統(tǒng)可靠性，因?yàn)槎鄠€(gè)處理器可以冗余處理任務(wù)。

2.數(shù)據(jù)并行是指同一個(gè)任務(wù)被多個(gè)處理器同時(shí)處理不同的數(shù)據(jù)部分，適用于數(shù)據(jù)量大的任務(wù)。任務(wù)并行是指多個(gè)處理器同時(shí)執(zhí)行不同的任務(wù)，適用于任務(wù)量大的任務(wù)。

解析：數(shù)據(jù)并行適用于數(shù)據(jù)量大的任務(wù)，因?yàn)槎鄠€(gè)處理器可以同時(shí)處理不同的數(shù)據(jù)部分，從而提高處理速度。任務(wù)并行適用于任務(wù)量大的任務(wù)，因?yàn)槎鄠€(gè)處理