题目： 关于并行计算的一些基础开放问题。

◼ 如何定义并计算，请分别阐述分布式内存到共享内存模式行编程的区别和实现（例子代码）？

◼ 请使用 MPI 和 OpenMP 分别实现 N 个处理器对 M 个变量的求和？

◼ 请说明 SIMD 指令在循环中使用的权限？向量化优化有哪些手段？

◼ 请用 Amdahl 定律说明什么是并行效率以及并行算法的扩展性？并说明扩展性的性能指标和限制因素，最后请说明在共享内存计算机中，共享内存的限制？OpenMP 是怎样实现共享内存编程环境的？MPI 阻塞和非阻塞读写的区别？

出题人：阿里巴巴出题专家：何万青／阿里云高性能计算资深技术专家

参考答案：

（简要答案，但必须触及，可以展开） ◼ 同时执行多个/算法/逻辑操作/内存访问/IO，相互独立同时运行，分三个层次：进程级，多个节点分布式内存通过MPI通信并行；线程级，共享内存的多路机器，通过OpenMP实现多线程并行；指令集：通过SIM指令实现单指令多数据。。。。举例吧啦吧啦。

◼ MPI代码，，，OpenMP代码，分别写出来 M个元素，N个处理器的累加，后者注意private 参数。

◼ SIMD在循环中的应用，限制在于 SIMD指令处理的每一个数组的长度，cache line利用，内部循环间的依赖和条件调用等。

◼ 向量化，主要看SSE和AVX指令占比率，通过编译器优化…… 在loop代码中使用。

◼ 性能和计算规模随处理器增加的变化曲线，实测HPL和峰值HPL比率，能用用Amdahl定律表达Tpar(N) = (an + (1-a)n/N )t + C (n,N), 能够讲明白串行部分对整个并行的天花板效应，扩展性能够解释清楚算法的扩展性=并行效率随处理器数目的变化关系，画出来。

◼ 共享内存计算机OpenMP对变量的限制描述，EREW，CREW，ERCW，CRCW等区别，NUMA概念，如何保持coherent等。

◼ 写出OpenMP和MPI的核心函数，回答问题即可。