序模型的并行化: 在消息传递编程模型中,我们使用 MPI(Message Passing Interface)来实现并行化。对于给定的算法,我们有两个处理器,线程 0 和线程 1。我们可以将 "for i" 循环的迭代范围分为两半,线程 0 处理 0 到 (n/2)-1,线程 1 处理 (n/2) 到 n-1。每个线程会计算相应部分的 Y 值。 线程 0 向线程 1 发送的数据包括 A[n/2:][k] 和 C[n/2:][j] 的子矩阵,线程 1 向线程 0 发送的数据包括 B[k][j] 的子矩阵。在接收数据后,线程各自完成计算。 ``` // 线程 0 send(线程 1, A[n/2:][k], C[n/2:][j]) recv(线程 1, B[k][j]) for (i = n/2; i < n; i++) { for (j = 0; j < p; j++) { x = 0; for (k = 0; k < m; k++) { x = x + A[i][k] * B[k][j]; } Y[i][j] = x + C[i][j]; } } // 线程 1 recv(线程 0, A[n/2:][k], C[n/2:][j]) for (i = n/2; i < n; i++) { for (j = 0; j < p; j++) { x = 0; for (k = 0; k < m; k++) { x = x + A[i][k] * B[k][j]; } Y[i][j] = x + C[i][j]; } } ``` (b) 共享内存编程模型的并行化: 在共享内存模型中,我们可以使用 OpenMP 来实现并行化。我们使用 `#pragma omp parallel` 来创建并行区域,并使用 `#pragma omp for` 来并行化 "for i" 循环。因为 Y、A、B 和 C 是全局变量,它们在所有线程间共享。为了避免数据竞争,我们需要在更新 Y 矩阵时使用屏障同步。 ```c++ #include // 并行区域 #pragma omp parallel num_threads(2) { // 确保线程共享所有数据 #pragma omp for schedule(static) for (i = 0; i < n; i++) { float x = 0; #pragma omp critical { for (j = 0; j < p; j++) { for (k = 0; k < m; k++) { x = x + A[i][k] * B[k][j]; } Y[i][j] = x + C[i][j]; } } } } ``` 这个并行化过程使得两个线程可以同时计算 Y 矩阵的不同部分,从而提高了计算效率。需要注意的是,由于并行计算中可能会出现数据竞争,因此在更新 Y 矩阵时使用了 `#pragma omp critical` 区域来确保线程安全。在实际应用中,可能还需要考虑负载均衡和更复杂的同步机制以优化性能。
2025-06-10 15:31:28 3.45MB
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内容概要:办公自动化系统,集文档管理、工作流审批自动化、即时消息通知、权限控制及日程管理于一体的办公自动化系统,该项目仅用于软件设计模式大作业,仅实现多种设计模式(定义类与接口),功能并未完全实现,仅用于展示,使用到15种设计模式 办公自动化系统是当前企业中应用广泛的一类软件,其目的在于提升工作效率,降低运营成本,优化管理流程。这类系统通常会集成众多功能模块,如文档管理、工作流程审批自动化、即时消息通知、权限控制和日程管理等。本次课程结业大作业的项目,旨在通过实现多种设计模式,来构建一个办公自动化系统的雏形。 设计模式是软件工程中一个重要的概念,它是指在特定环境下对软件设计中反复出现的问题,提供的通用的解决方案。在本项目中,共应用了15种设计模式,通过定义类与接口,展示了设计模式在实际软件开发中的应用。虽然该项目并不是一个完整的产品,而是一个展示学习成果的实例,但它仍能充分反映出设计模式在构建复杂系统时所能发挥的关键作用。 文档管理是办公自动化系统中的核心功能之一,它使得用户能够轻松地创建、存储、检索和共享各种文档。工作流程审批自动化则是为了减少手工操作,规范审批流程,提高工作效率和质量。即时消息通知用于在系统内部传递信息,保证信息的实时传递和快速响应。权限控制确保系统的安全性和稳定性,防止未授权的访问和操作。而日程管理则帮助用户合理安排工作计划和日程,提升个人以及团队的工作效率。 在本次大作业中,学生需要通过学习和实践,深入理解每一种设计模式背后的原理和应用场景,以及如何将这些设计模式具体实现并整合进办公自动化系统。这不仅考验了学生对设计模式理论知识的掌握程度,更考验了他们的实践能力,即能否将理论知识应用于解决实际问题。通过对设计模式的深入学习和实践,学生能够更好地应对未来在软件开发中遇到的各种设计挑战。 在开发办公自动化系统的过程中,选择合适的设计模式对于系统的可维护性、可扩展性和灵活性至关重要。例如,单例模式可以用来确保某些类只有一个实例,并为这个实例提供一个全局访问点;策略模式可以定义一系列的算法,将算法的定义从其使用中独立出来;观察者模式则用于建立一种对象间的一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。 由于该项目的重点在于展示设计模式的应用,而非功能的完整性,因此它更侧重于软件架构和设计的合理性。这也为学生们提供了一个很好的学习平台,通过项目实践来加深对软件设计模式的理解,从而在今后的软件开发工作中能够更加熟练地应用这些模式,设计出高质量、高可用性的软件产品。 与此同时,虽然系统功能并未完全实现,但学生在项目开发过程中,也需要考虑到系统的可扩展性和未来可能的需求变更,以便在真正的工作环境中能够快速地进行迭代和优化。通过这样的教学方法,不仅锻炼了学生们的编程技能,更重要的是提高了他们的问题分析能力和解决能力,为将来成为一名优秀的软件工程师打下了坚实的基础。 本项目通过办公自动化系统的开发,让学习者在实践中学习和运用软件设计模式,加深对面向对象设计原则的理解,并提升解决复杂问题的能力。这种实践教学模式对于软件设计教育具有重要的意义,能够有效提升学生的综合素质和职业竞争力。
2025-06-10 09:37:41 7.23MB 设计模式
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汇编语言程序设计 基于ARM体系结构 第3版.pdf
2025-05-24 18:16:28 67.94MB
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Android MVVM项目模板,使用android体系结构组件以及Room数据库,ViewModel / LiveData,ViewBinding和数据绑定,以及Koin依赖项注入(MVVM + Kotlin + Retrofit2 + Koin + Coroutines + Kotlin-Android-Extensions)Android MVVM模板Android MVVM模板使用(技术堆栈)Android架构组件数据绑定视图绑定LiveData ViewModel Room导航以处理不同目的地之间的导航Koin进行依赖项注入Gson进行JSON Retrofit2解析以帮助进行API通讯Glide进行图像加载协程以执行异步任务问题与贡献随时随地将想法和问题发布为Github问题。 拉请求是受欢迎的。 记住要离开
2025-05-20 16:44:54 173KB Android Kotlin
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### 并行体系结构知识点详解 #### 一、并行计算机概述 - **定义**:并行计算机是指能够同时执行多个任务或指令的计算机系统,它通过多个处理单元的协同工作来加速计算过程。 - **Flynn分类法**: - **SISD (Single Instruction Stream, Single Data Stream)**:单指令流单数据流,传统的冯·诺依曼架构计算机即属于此类。 - **SIMD (Single Instruction Stream, Multiple Data Streams)**:单指令流多数据流,适用于需要对大量数据执行相同操作的场景。 - **MISD (Multiple Instruction Streams, Single Data Stream)**:多指令流单数据流,实际应用较少。 - **MIMD (Multiple Instruction Streams, Multiple Data Streams)**:多指令流多数据流,最常见的一种并行处理模式。 #### 二、当代并行机系统 - **并行向量机(PVP)**:专门用于处理向量运算的并行计算机。 - **对称多处理机(SMP)**:多个处理器共享内存和总线的系统。 - **大规模并行处理机(MPP)**:多个节点各自拥有独立的内存,通过网络连接进行通信。 - **分布式共享存储(DSM)**:通过高速网络连接多个节点,每个节点有自己的本地内存,但整体形成一个统一的内存空间。 - **工作站机群(COW)**:由多台工作站组成的工作站集群,通过网络进行通信。 #### 三、并行计算机的需求与发展趋势 - **需求**: - 加快计算速度。 - 提高计算精度。 - 满足快速时效要求。 - 进行无法替代的模拟计算。 - **发展趋势**: - **位级并行**:利用数据的位宽来实现并行处理。 - **指令级并行**:在同一时钟周期内执行多条指令。 - **线程级并行**:通过多个线程的并发执行来提高性能。 #### 四、SIMD阵列机特点 - 使用资源重复方法来开拓计算问题空间的并行性。 - 所有处理单元必须同步工作。 - 与并行算法紧密结合可以提高效率。 - 通常用于特定领域的计算任务。 #### 五、多计算机系统演变 - **第一代(1983-1987)**:如Ipsc/1、Ameteks/14等。 - **第二代(1988-1992)**:如Paragon、Intel Delta等。 - **第三代(1993-1997)**:如MIT的J-machine。 #### 六、并行计算机的访存模型 - **UMA(Uniform Memory Access)**:所有处理器均等访问内存。 - **NUMA(Non-Uniform Memory Access)**:不同处理器访问内存的速度不同。 - **COMA(Cache Only Memory Access)**:所有数据只存在于缓存中。 - **CC-NUMA(Cache Coherent Non-Uniform Memory Access)**:结合了缓存一致性和NUMA的特点。 #### 七、性能评测 - **有效CPI**(Cycles Per Instruction):衡量执行指令所需时钟周期的数量。 - **MIPS**(Million Instructions Per Second):每秒百万条指令数,衡量计算机的性能。 - **CPU执行时间**:完成特定任务所需的总时间。 #### 示例题目解答 1. **题目**:使用40MHz主频的标量处理器执行一个典型测试程序,计算执行该程序的有效CPI、MIPS速率及总的CPU执行时间。 - **解答**: - **有效CPI**:\(1.55\) - **MIPS**:\(25.8\) - **CPU执行时间**:\(0.00375\)秒 2. **题目**:欲在40MHz主频的标量处理器上执行20万条目标代码指令程序,计算平均CPI和相应的MIPS速率。 - **解答**: - **平均CPI**:\(2.12\) - **MIPS**:\(18.9\) #### 八、并行机性能评测的意义 - 发挥并行机的优势,提高使用效率。 - 评估并行算法的性能,优化并行策略。 - 为并行计算系统的优化提供依据。 通过对《并行体系结构(陈国良版)》的学习,不仅可以了解并行计算的基本概念和技术,还能深入理解各种并行体系结构的特点及其适用场景,这对于从事高性能计算、大数据处理等领域的人来说尤为重要。同时,通过对书中习题的解答,可以帮助读者更好地掌握并行计算的核心知识和技术要点。
2025-04-16 13:01:27 539KB 计算机课程
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在本项目中,我们主要探讨的是“吉林大学软件体系结构(Software Architecture,简称SA)”的大作业。软件体系结构是构建大型复杂软件系统的基础,它定义了系统的组件、组件之间的关系以及指导系统构建的原则和模式。这个大作业可能是为了帮助学生深入理解软件体系结构的重要性,学习如何设计和分析软件架构,以及如何评估其性能、可维护性和可扩展性。 我们需要理解软件体系结构的基本概念。它是软件设计的核心,包括软件的主要组件、这些组件如何交互以及它们的职责分配。常见的软件架构模式有微服务架构、层状架构、客户端-服务器架构、事件驱动架构等。每个模式都有其适用场景和优缺点,选择合适的架构模式对软件的成功至关重要。 在完成这个大作业时,学生可能需要经历以下步骤: 1. 需求分析:明确软件要解决的问题,收集并分析用户需求,这将指导架构设计的方向。 2. 架构设计:根据需求选择或设计适合的架构模式。设计过程中要考虑系统的性能指标,如响应时间、并发处理能力等,同时也要考虑可扩展性、可维护性和安全性。 3. 组件定义:将软件分解为多个独立的组件,每个组件负责特定的功能。组件之间通过接口进行通信,接口的设计应尽可能简洁且明确。 4. 交互设计:定义组件间的交互方式,例如,使用消息传递、共享数据结构还是远程过程调用。同时,需要考虑数据的一致性和并发控制。 5. 性能评估:通过模拟测试、基准测试等方法,评估架构设计在实际环境中的性能,确保满足预期目标。 6. 文档编写:详尽记录软件架构的设计决策,包括组件描述、接口规范、交互图等,便于团队成员理解和实现,同时也是后期维护的重要参考。 在这个“SA大作业”中,学生可能会被要求实现一个小型的软件系统,并展示其架构设计。通过这个过程,他们不仅能掌握理论知识,还能提升实际操作技能,为未来的职业生涯打下坚实基础。 在压缩包“SA大作业”中,可能包含了学生的代码实现、设计文档、需求分析报告、测试报告等。通过这些资料,可以进一步了解学生在软件体系结构设计方面的思考和实践。此外,可能还会有教师的反馈和建议,以帮助学生改进和完善他们的设计方案。这个大作业是一个全面锻炼和提升软件体系结构设计能力的好机会。
2025-04-06 18:59:39 12.14MB
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计算机体系结构是理解计算机系统运作基础的关键概念,它定义了程序员所看到的计算机属性,包括概念结构和功能特性。冯诺依曼结构是现代计算机的基础,它规定了存储式计算机的特点,即数据和指令存储在同一内存中,通过中央处理器执行指令来完成计算任务。计算机体系结构的设计不仅仅是硬件层面的,还包括了软件兼容性和指令系统的设计。 计算机体系结构设计的三个方面包括:概念设计、逻辑设计和物理设计。概念设计关注的是用户接口和总体系统行为;逻辑设计则涉及硬件和软件之间的接口,即软硬件界面;物理设计则深入到具体元件和电路层面。 冯诺依曼结构的计算机中,指令操作是有序的,按照程序计数器PC指示的顺序执行。计算机系统结构、组成和实现是密切相关的,其中计算机组成是体系结构的逻辑实现,而实现则是组成的物理实现。这意味着相同的体系结构可以有不同的组成方式,而不同的组成方式又可以有不同的实现方式。 随着软件技术的发展,存储器容量的需求逐年增长,这对体系结构提出了新的挑战。并行处理是解决这一问题的有效手段,它可以分为指令内部并行、指令间并行、线程级并行、任务级或过程级并行以及作业或程序级并行。并行性的实现可以通过时间重叠、资源重叠和资源共享来提高系统性能。 Amdahl定律指出,系统性能的提升受限于可改进部分的比例和加速比,而优化策略应遵循大概率事件优先原则,优先优化最常执行的部分以获取最大效益。此外,程序局部性原理(时间局部性和空间局部性)是指导存储器设计的重要理论,它表明程序访问的地址往往呈现一定的聚集性。 指令系统是计算机体系结构的核心组成部分,寻址方式是其中的关键。寻址技术涉及从形式地址到实际地址的转换,包括直接寻址、间接寻址等多种方式。指令集的优化和设计考虑因素包括操作数的存储、操作数个数、寻址方式、操作类型以及操作数的类型和大小。 RISC(精简指令集计算机)和CISC(复杂指令集计算机)是两种主要的指令集架构。RISC追求简洁高效,而CISC则倾向于在硬件中实现更多复杂功能。现代指令系统通常会结合两者优点,根据目标程序、高级语言和编译程序、操作系统的优化需求进行设计。例如,增加对高级语言的支持,优化中断处理和进程管理,以及利用流水技术和多级缓存来提高性能。 在数据表示方面,整数、浮点数、字符和字符串通常采用二进制补码表示,浮点数遵循IEEE 754标准。这些基本的数据类型和表示方法构成了计算机处理信息的基础。 总结来说,计算机体系结构思维导图涵盖了从计算机的基本工作原理到高级的系统优化设计,是学习和复习计算机科学的重要工具,有助于理解和掌握计算机系统的核心概念。
2025-03-30 08:52:13 404KB 计算机体系结构 思维导图 期末复习
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【计算机体系结构】是计算机科学与技术专业的重要课程,它主要研究计算机系统的基本组成、工作原理和设计方法。本篇文章将根据合肥工业大学2024年计算机体系结构期末考试试卷的特点,深入解析其中的重点知识,为未来的考生提供有价值的参考资料。 试卷中提到的第一类问题涉及到指令系统的操作,如`add`、`lw`和`beq`。这些都是 MIPS(Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages)指令集架构中的基本指令。`add`用于执行两个寄存器的操作数相加,结果存储在目标寄存器中;`lw`是加载字指令,它从内存地址中读取数据到寄存器;`beq`是条件分支指令,如果两个操作数相等,则程序跳转到指定地址。计算这些指令的时延是理解流水线处理机性能的关键,因为它涉及到CPU的指令周期和执行时间。时延计算通常包括取指、译码、执行等多个阶段,需要考虑指令之间的数据依赖性和流水线的冲突延迟。 第二类问题是典型的“送分题”,这意味着它们可能是基础知识的直接应用,如简单的硬件组件功能描述、计算机组织的基本概念或者常见运算的执行流程。考生应该对这些基础知识有扎实的理解,例如寄存器、内存、算术逻辑单元(ALU)的工作原理等。 第三类问题要求考生识别和写出指令的真相关。真相关是指在多级流水线中,一条指令的结果直接影响下一条指令的执行,导致流水线需要暂停或清空。例如,一个加法指令的结果可能被随后的乘法指令使用,如果这两个指令在不同的流水线阶段,就需要处理数据相关。考生应熟悉各种类型的相关(如前向相关、后向相关、输出相关)并能准确地分析出真相关的情况。 第四类问题基本是原题重现,这强调了复习的重要性。考生需确保对之前做过的习题有深刻记忆,并能够迅速回忆起解题策略。复习过程中,不仅要看答案,还要理解解题思路,避免机械记忆。 第五类问题可能只是数字上的变化,这考察的是考生的灵活性和对概念的掌握程度。考生应该能够在理解基本概念的基础上,灵活应对各种变体题目,而不仅仅是死记硬背。 复习计算机体系结构时,考生需要重点掌握指令系统、流水线处理、数据相关性分析以及基础的计算机组织结构。同时,对于理论知识的理解和实际应用能力的培养同样重要。通过模拟试题的练习,不断巩固基础,提高解决问题的能力,是备考的关键。希望这些解析能对合肥工业大学的学弟学妹们有所帮助,祝愿大家在考试中取得优异成绩。
2024-11-15 21:48:31 1.04MB
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ArchitectUI Bootstrap 4 jQuery / HTML主题免费 DashboardPack.com用爱制造 PRO版本可通过以下 安装在所需的文件夹位置下载并解压缩主题包档案。 从nodejs.org/en/download/下载并安装Node.js。 安装最新版本的npm。 当运行所有构建命令时,这将很有用。 在IDE的“终端”窗口或Windows命令提示符下的命令行中运行以下命令。 npm install --global npm@latest 通过在已解压缩主题包归档文件的文件夹根目录内的命令行中运行以下命令来安装应用程序依赖项。 npm install 在npm从package.json完成模块安装之后,您可以继续并启动应用程序。 为此,请运行以下命令。 您也可以使用yarn来安装依赖项而不是npm。 npm run start 命令完成后,您应该会看到编译成功! 终端窗口中显示的消息。 另外,还将启动Web服务器服务,以便您可以在浏览器中查看您的应用程序: 要创建生产优化的版本,请运行以下命令: npm run build 这将在项目的
2024-10-09 11:56:46 1.65MB bootstrap admin admin-dashboard bootstrap4
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体系结构动态更新的执行工具 目前,支持动态体系结构机制的主要有ArchStudio工具集和软件体系结构助理(software architecture assistant, SAA)。 ArchStudio工具集由加州大学提出,支持交互式图形化描述和 C2风格描述的体系结构的动态修改。 SAA是由伦敦皇家学院提出的,可以用来描述、分析和建立动态体系结构
2024-08-24 10:17:42 326KB 体系结构
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