2007年并行程序设计期末考试关键点解析

在2006年的并行程序设计期末考试试卷中，主要考察了学生对并行编程中数据依赖关系的理解和OpenMP编程模型的应用。以下是两个关键部分的详细解析： 1. **数据依赖关系分析**: 题目要求分析给定的循环结构中的数据依赖关系，具体涉及两个嵌套循环L1和L2。循环L1执行的是一个矩阵运算，更新A数组的值，并将结果传递给循环L2。循环L2接着更新B数组，并根据A数组的结果计算D数组。 - L1循环中，语句T依赖于语句S，形成依赖偶对集合，如{<S(i1,i2),T(j1,j2)>}，其中j1=i1+1, j2=i2-1，形成距离向量(1,-1)和方向向量(1,-1)。 - L2循环中，语句S依赖于语句T，偶对集合为{<T(i1,i2),S(j1,j2)>}，距离向量为(0,1)，方向向量为(0,1)。 - 语句U依赖于语句T，没有明确的循环结构，形成偶对集合{<T(i1,i2),U(j1,j2)>}，距离向量为(0,0)，方向向量为(0,0)。 迭代依赖图展示了这些依赖关系，对于并行化执行时的数据一致性至关重要。当考虑循环交换时，由于依赖关系的方向，L1和L2之间的交换可能导致数据不一致，因此不能随意交换。 2. **OpenMP程序分析**: 考察了一个使用OpenMP的程序，其中包含一个私有变量a和共享变量b。函数f()通过for循环递减计数器k并在临界区更新b的值，确保线程安全。主函数中，16个线程并行执行，每个线程调用f()并设置自己的线程ID到变量a。 需要预测程序的输出，关键在于理解OpenMP指令的作用：`#pragma omp parallel`开启并行区域，`omp_get_thread_num()`获取当前线程的编号，`omp_critical`确保对共享变量b的更新是线程安全的。由于b初始值为-2，且每个线程都会增加b的值，最终输出结果会显示a的线程编号和更新后的b值，但实际值取决于线程调度和并行执行顺序。 总结来说，这道题目旨在测试学生对并行编程中数据流和控制流的理解，以及如何应用OpenMP并行指令处理并发环境下的数据依赖和同步问题。